【科技觀察】

讓機器“看見”人眼看不到的信息，讓航天器自主“約會”、用更少資源生產更多糧食……10月31日—11月1日，由中國自動化學會主辦的2026中國自動化大會在京舉行。沉浸會場內外，記者深深感到，智能控制正在讓生產、生活變得更“聰明”。

“鋼鐵巨龍”多了“智慧大腦”

重載鐵路是我國西煤東運、北煤南運的能源大動脈，但這條“鋼鐵巨龍”並不好駕馭。

中國工程院院士馮江華介紹，我國重載列車覆蓋1萬至3萬噸，長達2至3公裡，速度在80公裡以上，像一條鋼鐵巨龍掠過起伏的鋼軌。“機械車鉤之間的活動間隙、壓縮空氣的傳遞滯后、坡道彎道的復雜擾動，都讓這份工作充滿壓力。駕駛室裡，司機時時刻刻要憑借個人經驗，預估整列車運行狀態，同時還要瞭望線路環境，工作強度大、難度高，全國能開這種重載列車的司機，僅有600余人。”馮江華說。

但馮江華給出了另一種可能：智能駕駛技術讓重載列車自動化操控率達98%以上。

他所在的團隊從感知與認知、建模與分析、規劃與控制、診斷與預警四個方面研發的智能駕駛技術，可讓在線精確感知重載列車車鉤動態載荷的誤差小於10%，長坡道車鉤力降低15%。通過“空間異位—時標統一”多節點協同控制模型，多車動力協同提高到毫秒級，解決了車與車之間指令傳遞不同步、空氣制動不確定等難題。這一整套技術最終支撐了國內最大載重32400噸列車成功開行。

“這些技術目前在國內很多重載線路和貨運線路得到應用，大部分時候，司機處於瞭望狀態。不僅極大緩解了貨運列車司機的工作壓力，還提高了運力和安全性。”馮江華說。

機器裝上了“慧眼”

人眼只能感知400至700納米的可見光，而螳螂蝦卻能感知部分紫外、遠紅外和線偏振信息，兩隻眼睛還能獨立移動、單目獲取深度視覺。大會上，中國科學院院士李樹濤提到這個例子，並引申出一個問題：機器能否也擁有超越人眼的感知能力？

答案是肯定的！利用多模圖像智能融合技術，能讓機器“看得更全、更清、更准”。這種技術把可見光、紅外、高光譜、合成孔徑雷達等不同模態的圖像融合起來，可見光成像技術能“看清”顏色、幾何形狀和紋理﹔紅外感知熱輻射技術在夜間或者有遮擋的情況下也能“看見”﹔高光譜通過精細光譜識別材質成分，被形象地稱為“火眼金睛”﹔合成孔徑雷達則通過電磁散射成像，不受光照影響，具備全天候觀測能力。李樹濤說，不同模態各有特長，融合之后能極大提高多維觀測能力。

目前，該技術已走向應用：在芯片和板材缺陷檢測中，可見光加深度圖像讓質檢更准﹔在機器人與人的日常交互中，通過深度攝像頭採集人臉三維形態細節，解決了普通2D攝像頭在光線不佳、姿態變化時識別失准的問題﹔電站智能巡檢時，把普通可見光相機、紅外熱成像設備、激光雷達三套設備的信息融合使用，就像給巡檢機器人同時裝上了“普通眼睛”“測溫眼睛”和“3D空間感知眼睛”，讓電站巡檢更可靠。

太空對接用上“路標”

“以前太空交會對接，得花上兩三天慢慢調軌道、找位置，現在常規流程已經壓縮到3小時，2022年更是做到了僅用2小時就完成快速對接。神舟載人飛船、天舟貨運飛船、嫦娥五號、嫦娥六號，都離不開這項技術。”北京控制工程研究所研究員解永春說，以前做任務方案，全靠工程師人工劃分飛行階段、對著海量數據反復驗算優化，既費時又容易受經驗局限。

她帶領團隊想出了“空間錨點”的新思路：在太空對接的路徑上提前定下幾個不能出錯的“精准路標”，再把原本分散的動作步驟重新排順序、擠掉冗余的等待時間，原來復雜的任務規劃，直接變成了按路標串起一套連貫動作，大幅提升了設計效率。

靠著這套方法，團隊在神舟八號成熟的飛行方案基礎上，隻微調了最開始幾個錨點的坐標參數，就快速拿出了天舟五號的2小時快速交會對接方案。

“以后航天器的控制技術，肯定要往更准、更穩、更快、更靈活、更聰明的方向發展，也必然會使用更多智能控制技術。”解永春說。

數字農業實現用更少水肥種更多糧食

“2050年，糧食產量需增加56%，且要在不砍伐更多森林、不增加排放的前提下實現。”這是巴西南裡奧格蘭德聯邦大學教授卡洛斯·愛德華多·佩雷拉的判斷。

“如何用更少自然資源生產更多食物，既是挑戰，也是自動化領域的機會。”他說。數字農業用傳感器、無人機、衛星、AI和機器人實現實時監測、精准灌溉施肥和病害早期檢測。低成本電化學傳感器可現場測量土壤中草甘膦、硝酸鹽等物質，免去取樣送實驗室的奔波﹔衛星圖像、無人機高光譜圖像和地面傳感器融合，可早期識別作物病害﹔低功耗現場可編程門陣列（FPGA）平台僅用3.7瓦功率，就能每秒處理約200張圖像，識別葡萄、番茄和甘蔗病害。

卡洛斯·愛德華多·佩雷拉認為，農業生產力持續提高需要通過技術應用才能實現。“而這種規模化農業的發展，對自動控制和傳感器產業來說有非常多機會。”他說，提高農業領域的生產力、能源效率，減少化學產品使用，也是深科技初創企業的好機會。