产研协同 | 水-空跨介质航行器
发布时间：
2026-08-27
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水-空跨介质航行器，作为一种可在水下、水面及空中自主切换的新型智能装备，相关技术已成为海洋装备领域具有重大战略价值的前沿方向。长期以来，单一介质装备在跨域协同作业过程中，普遍面临模态衔接不畅、响应环节繁琐、综合保障成本高昂等共性问题，无法充分适配海上应急搜救、海上环境监测等应用场景下快速响应、体系协同与高可靠性的使用要求。
0033990威尼斯（以下简称“北大南昌院”）水-空跨介质航行器项目组，锚定这一国家战略关键技术，历经持续攻关，成功研制“潜翔3”水空跨介质航行器，并同步构建起从实验室研发到产业落地的协同体系。项目组以产研协同为核心，围绕协同定位、落地路径、合作机制与典型案例，形成了从技术攻关到产业应用的系统性实践，为科技成果转化提供了可复制的探索样本。
一、协同定位
项目组依托“北大技术源头——南昌院工程化支撑”协同架构，聚焦应急救援、海事安防等核心应用领域，专攻水-空跨介质无人航行器的技术攻关与规模化产业落地。面向复杂水空协同作业场景，着力破解“单一介质装备作业模态受限、跨域响应效率不足”的长期难题，形成三大核心技术方向：
跨域平台总体技术：突破水、空介质自适应结构设计瓶颈，实现水下潜航、水面高速滑行及空中飞行等多模态的自主切换。
跨域运动控制技术：基于 LSTM 神经网络与模型预测控制（MPC）算法构建数字孪生智能中枢，支撑航行器的精准姿态调控及动态路径优化。
跨域通信导航技术：攻克跨域过程中的信号衰减、定位偏移难关，实现全流程通信与高精度导航。
二、落地路径
项目团队以海上重大工程与应急救援为战略起点，沿“标杆验证——行业复制——横向拓展”的递进路径，将水-空跨介质航行器技术逐步延伸至环境监测等更广阔产业场景，通过装备替代、效率提升、成本优化与智能化升级四重路径，赋能传统产业转型升级。
（1）海上重大工程与应急救援领域
针对跨海桥梁施工、台风灾后搜救等重大工程保障与应急场景，提供“潜翔系列跨介质航行器 + 数字孪生智能管控系统”成套解决方案。航行器可开展水下及空中搜寻，锁定目标后迅速将信息进行回传，同时抛载相应救生物资进行临时救援；配套数字孪生系统实时映射设备状态，自主规划避障路径。该方案有效弥补了传统救援手段响应慢、搜寻范围有限、恶劣海况作业能力不足的短板，目前成果已应用于厦金大桥重大工程海上应急救援体系，完成实战场景验证。
（2）海洋环境监测与生态保护领域
面向港口隐蔽巡逻、可疑目标追踪、边境水域立体监控、海底管道巡检、港口安防运维等场景，提供水‑空跨介质立体化监测与巡检解决方案。以单一平台实现水下潜航与水面巡航双模态自主作业，替代传统“水下潜航器 + 水面无人船”的双装备配置，大幅减少设备采购与运维人力成本，为海事边防部门、能源与航运企业提供全天候立体化监测手段与日常运维支撑。目前，项目组已与航天单位开展新型装备联合研发，相关方案正逐步落地能源航运企业与海事管理部门。
三、合作机制
项目团队构建了“需求牵引研发、产品驱动服务、运维沉淀价值”的全链条产研协同合作机制，依托“北大技术源头—南昌院工程化支撑—产业化公司市场化运营”三级架构，覆盖从定制化技术攻关到产业生态共建的多元合作需求，保障技术落地与多方价值共赢。
联合定制研发模式：面向高校、科研机构等客户的特殊场景需求，实行“业主方提出场景需求与技术指标—项目组开展核心技术攻关—产业化公司交付定制化产品与系统”的项目制协同机制。合作研发成果知识产权由产业化公司与业主方约定共有，合作方享有后续产品升级与运维服务的优先权益，确保研发紧贴一线业务需求，打造适配专属场景的跨介质装备方案。
装备销售 + 系统服务模式：面向应急救援、海洋监测等作业场景，可提供“潜翔系列跨介质航行器 + 数字孪生智能管控系统”成套装备销售，配套现场安装调试、操作培训、技术保障等服务，助力客户快速构建自主作业与运维能力；也可依托自有装备与技术团队，为客户提供上门作业服务，承接应急搜救、海域监测等特定跨介质作业任务，高效解决客户阶段性作业需求。
产学研平台共建模式：联合行业龙头企业、科研院所，共同建设水-空跨介质技术联合实验室或公共技术服务平台，聚焦跨介质结构、智能控制、通信导航等行业共性技术攻关，参与行业标准制定，开展复合型技术人才培养，发挥公共技术服务职能，带动区域海洋智能装备产业生态整体升级。
四、典型案例
产研协同的成效，最终要靠真实场景的落地效果检验。项目成果已在重大工程与应急场景中完成应用验证。
厦金大桥重大工程海上应急救援：
场景痛点：厦金大桥施工海域环境复杂，传统海上救援依赖人工巡查与船只出动，存在响应速度慢、搜寻范围有限、夜间与恶劣海况作业能力不足等问题，难以匹配重大工程的安全保障要求。
项目方案：将水‑空跨介质航行器纳入工程应急救援体系，航行器可开展水下及空中搜寻，锁定目标后迅速将信息进行回传，同时抛载相应救生物资进行临时救援；配套数字孪生系统实时映射设备状态，自主规划避障路径。
落地成效：显著弥补了传统手段在响应速度与搜寻覆盖能力上的不足，为海上施工安全提供了新型技术支撑，有力保障了重大工程的施工安全。
五、协同成效
对产业端而言，跨介质航行器为海洋经济、应急救援、环境监测等领域提供了创新型技术解决方案，有效提升作业效率、降低运维成本与安全风险，推动相关产业智能化升级。
对科研端而言，真实产业场景与需求导向倒逼研发逻辑从“能做什么”转向“需要做什么”，极大提升了科研成果的实用价值与转化效率；产业化收益反哺科研投入，形成“研发—转化—收益—再研发”的良性循环，也为研究院探索科技成果转化路径积累了宝贵经验。
未来发展方向
一是深化产品系列化布局：在现有产品基础上开发多型号跨介质航行器，形成覆盖不同载重、航速、作业深度的产品矩阵，满足近岸到远海、民用到特种场景的多样化需求。
二是加速产业化公司运营：推进产业化公司设立进程，搭建市场化运营团队，推动产品从 “能用” 向 “好用、规模化用” 方向跃升，拓展全国市场。
三是拓展产业合作生态圈：联动传感器、通信、新材料、智能制造等上下游企业，共同构建产业技术创新生态；参与行业标准制定，提升领域话语权。
四是强化复合型人才建设：依托北大与南昌研究院平台优势，培养技术与市场兼备的专业人才，为产研协同持续深化提供人才保障。
从实验室里的技术原型，到重大工程中的实战应用，再到产业化运营的稳步推进，水-空跨介质航行器项目的产研协同之路，生动诠释了北大南昌院在科技成果转化中的探索与担当。未来，项目组将持续深化协同创新，推动更多前沿技术走出实验室、扎根产业现场，为区域经济高质量发展和国家战略需求贡献更大力量。
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