围绕港口航道、远洋运输船舶等海上交通设施与装备在复杂海洋环境中面临的安全风险问题，研究海上交通设施与装备状态感知、能量自洽、运维机器人、数字孪生等关键技术，形成海上设施与装备运维保障成套技术与装备，联合招商局、中远海运、船级社等行业领军企业推广应用，提升海上交通设施和装备的安全性、可靠性和智能化水平，确保海上交通运输的顺畅与安全。 创新团队专业构成合理，涵盖了船舶与海洋工程、信息科学与技术等领域，学术梯队层次合理、研究方向结构合理、学科交叉融合，共包括固定研究人员12人，其中教授4人、副教授5人、讲师3人，博士生及硕士生60余人，共同承担了多项国家重大科研项目。同时，团队与海上交通设施与装备相关科研院所和部队建立了深厚合作关系，形成了一支跨领域、跨部门、跨学科的创新团队。

国家需求
智能船舶是构建现代化航运体系、保障国家海上运输安全、推动航运业高质量发展的重要抓手。机舱作为船舶的“心脏”，其运行状态直接关系整船的安全与可靠性。围绕机舱安全高效运行需求，亟需突破智能巡检与自主运维等关键技术。

关键问题
针对传统人工间歇巡检效率低、隐性故障监测滞后、固定视觉巡检可接近性差、缺乏多模态融合技术、巡检手段与运维系统融合不足等长期存在的行业痛点问题，提出了面向船舶机电舱室复杂工况的“船舶AI轮机长-智能机舱巡检系统”。

核心技术
突破大模型驱动的跨模态统一语义建模方法，解决机舱多源感知数据难融合与弱关联推理难题；攻克连续视频流多尺度时序语义聚合技术，解决长周期巡检中慢变隐患识别可靠性不足问题；提出具身智能分层嵌套推理框架，破解复杂设备集群协同诊断与自主处置难题。

成果应用
系统已完成核心功能的整体设计、原理验证和实验条件下技术测试，整体成熟度达到关键技术验证阶段。系统已实现巡检路径覆盖与自主巡航，并具备多模态感知、智能仪表识别、大模型辅助决策以及机械臂辅助作业等能力。相关成果已获得中国船级社颁发的原理认可证书，并在综合交通运输大模型智能体创新应用大赛中获得全国三等奖，为后续实船应用和工程推广奠定了基础。

国家需求
水下机器人等智能装备是海洋强国开展水下竞争的关键装备，发展复杂、浑浊条件下的水下触觉感知能力，是水下机器人迈向更敏锐、更精细、更智能的重要基础

关键问题
浑浊、强扰动等复杂环境下水下机器人近场感知存在水下机器人近场感知精度差、易受干扰的短板，强海流背景下多源信号时频混叠的难题，水下机器人搭载仿生触觉传感器效能边界不明的技术瓶颈等问题挑战

核心技术
发明了系列抗干扰、高精度水下仿生触觉传感器，传感器灵敏度达1.23 mV/Pa，领先于国外0.057 mV/Pa；提出了基于自适应变分模态分解的混叠信号解耦与触觉特征提取方法；研发了高静压环境下双层柔性中空密封屏蔽技术；建立了数模共融的超分辨率流场重构模型，提升了4倍流场重构空间分辨率。

成果应用
相关技术已在水下目标探测和海洋工程作业等场景开展应用验证。技术成果被中远海运集团等单位应用，船体检测效率提升5倍，海产品捕捞效率提升2倍。相关成果获辽宁省自然科学二等奖、中国仿真学会科学技术创新二等奖、中国产学研合作促进会创新成果奖一等奖，为水下机器人环境识别与精细操作提供关键技术支撑。

国家需求
海洋观测装备谱系广、数量多，具有重要的军民应用价值。能源供给是制约其性能的主要技术瓶颈，国家六部委联合发布的《关于推动海洋能规模化利用的指导性意见》指出“要构建新型能源体系，为海洋观测装备提供绿色能源保障”。

关键问题
相关研究主要解决海洋装备原位供能在海洋能量高熵性约束和装备体积约束下，对于波浪、海流等海洋动能的高适应性俘获、机电转换和集成利用问题。

核心技术
一、将水动力建模方法与摩擦纳米发电结合，建立了流-机-电转换模型，揭示了俘能构型、动力环境对装置性能的影响机制；二、研发了新型波浪能摩擦纳米发电装置，实现了对多自由度动能的有效利用，在鲁棒性、集成性等方面具有显著优势；三、首创了柔性摩擦纳米发电薄膜构型，突破传统海流发电的启动流速瓶颈，对于水下物联网节点供能潜力巨大。

成果应用
研制的新型波浪能发电装置已实现对小型分布式海洋浮标的原位供能，成功应用于上海勘测设计研究院等单位，获得科技部全国颠覆性技术创新大赛领域赛优秀奖，入选交通运输部重大科技创新成果。中国交通报以《新型波浪能自供电浮标 有效响应 持续运行》为题作了专题报道，相关成果荣获辽宁省自然科学二等奖、中国航海青年科技奖等科技奖励。

海洋环境能量转换技术是海洋自驱动系统的核心，是海洋自驱动系统的动力保障。海洋环境中包含分布广泛且形式多样的机械能，例如海洋中的波浪能、海流能、风能，以及海洋装备中的振动能与噪音能等。加拿大工程院院士Marc A. Rosen (Comprehensive Energy Systems. Elsevier: Amsterdam, Netherlands, 2018)指出：“无论从能源、经济还是环境的角度来看，对海洋能进行高效收集利用都将是未来解决海洋装备能源供给的有效方式之一”。为此，团队研究了基于摩擦纳米发电原理、温差发电原理的海洋环境能量高效转换技术，提出了海洋环境能量高效转换新方法，将海洋环境中广泛分布的环境能量高效转化为电能，为海洋能开发利用提供了新思路。

海洋探测与开发技术的性能提升依赖于大量传感器组成的海洋环境感知系统。然而，复杂的海洋环境导致大量传感节点的能量供给面临严峻挑战。为了突破传感器节点供能技术瓶颈，利用能量转换装置收集环境能量为传感节点供能，或研发无需外部供能的海洋环境自驱动传感系统成为学术前沿热点。麻省理工学院海洋利用研究中心主任Adib教授(Proceedings of the 19th ACM Workshop on Hot Topics in Networks. 2020: 125-131)提出了一种基于压电材料的水下自驱动传感器，并认为自驱动技术是解决海洋无线传感组网技术能量供给问题的一个重要突破口。为此，团队系统研究了海洋环境中流动、振动、液位等自驱动传感技术。

围绕国家深海安全与海洋装备智能化发展需求，聚焦浑浊、强扰动等复杂环境下水下机器人近场感知存在的“测不准、分不清、界不明”等关键技术难题，从事水下仿生触觉感知理论与方法研究。依托国家自然科学基金项目、军科委基础加强计划的重点项目等10项课题，开展了仿生机理牵引的原创性基础研究、关键技术攻关与应用验证，形成自主可控的系列创新成果，为船海装备智能运维、水下工程作业与水下目标探测提供了自主可控的关键技术支撑。

海洋污染物具有分布范围广泛、组分复杂等特点，给监测与治理技术带来巨大挑战。如何将海洋环境能量转换装置与污染物治理系统相融合，构建自驱动治理系统，成为海洋环境保护领域的重要发展方向。摩擦纳米发电产生的电场具有高电压的特点，其开路电压很容易达到数千伏。这种机械驱动的高压电场在污染物处理方面具有广阔前景。基于此，团队提出了海洋环境机械运动驱动高压电场新方法，构建了海洋污染物自驱动治理系统，对空气污染物、海面油污等污染物进行治理。