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APU多学科工程系学生合力设计水灾救难无人机以拯救人命

亚太科技大学(APU)的“Delta APU”队伍凭着他们设计开发的水灾救难无人机,成为〈2022年英特尔产学挑战赛〉特等大奖得主。左起为克里斯那助教、维内申教授、阿伦、黄裕杰、张翰祺和纳伦德兰资深讲师。

马来西亚于2021年遭受全国最严重的水灾袭击,不仅夺走多条人命,导致超过6万人流离失所,整体损失估计达61亿令吉1。自此以后,国人越发担心水灾的发生。

为了减轻水灾带来的祸害,实须部署及早侦察和搜救行动的重要措施。救难队伍须有正确的技术,才能探知灾区的信息,在一些信号有限的灾区,更是如此。可是,对于分析和建议搜寻及救援行动,目前还是缺乏信息以及预测的解决方案,更遑论蒐集决策性的精确信息。

水灾一旦发生,为了拯救更多受困的灾黎,就必须及时给救援部队提供重要的信息,例如:地点、水深的程度等。为此,一支由亚太科技大学(APU)不同专业工程系学生所组成的“Delta APU”队伍,特别设计出一个结合了智能救灾应用程式以及 LoRa 传感器的水灾救难无人机。

在APU工程学院资深讲师、多次得奖的无人机设计师纳伦德兰专业工程师(Ir Narendran Ramasenderan)的指导下,电脑工程学生黄裕杰(Ng Joo Kiat,21岁)、电气与电子工程学生张翰祺(Ryan Teo Han Ji,23岁)以及机电工程学生阿伦(Aaron Raj Bhatti,25岁)组成团队,合力设计水灾救难无人机。

这个设计作品,让“Delta APU”队伍在早前举行的〈2022年英特尔产学挑战赛〉中,获得特等大奖的肯定。上述赛事为一项全国性创意挑战赛,由世界着名半导体公司英特尔,联同工程、科学与技术研究协作平台(CREST)主办,主要强调使用物联网技术(IoT)、人工智能(AI)来创造智能零售、城市和工业解决方案,由此提供参赛者一个挑战自己的平台,激发创新的想法,开发具有影响力的解决方案。

谈到这个作品的具体功能,设计者指出,附属在这部无人机之上的智能天灾应用程式,能够捕捉到发生水灾的确切位置,再向大马消拯局传输求救讯号,这讯号能够启动一部侦察无人机以及监视无人机,以展开进一步行动。这个智能天灾应用程式也附有自然语言处理(NLP)的聊天机器人,能够侦测出混杂的语言,再把它们转换成英语。

队长黄裕杰说明:“一旦水灾袭击,通往受灾地区的寻常道路可能已遭淹没,因此,我们作品里的装置的道路分段系统,可以帮助道路使用者事先确认该路段是否已泡在水里。我们采用YOLO,也就是一种使用神经网络来提供实时物体检测的演算法,来建立水灾模型。这个模型经过受训后,可以检测人的所在位置,也可检测出洪水。”

值得一提的是,嵌入此解决方案系统的LoRa传感器是为探测水灾时的水位,因此,在水患发生以前,传感器将被装置在洪水易发的区域。综合系统也备有实时动态技术(或简称为RTK感应器)的辅助,主要用于无人机藉全球定位系统做定位,以提升无人机在操作时的准确性。

该队伍是在挑战赛中的“智能天灾”类别赢得特等大奖,获颁总值1万令吉奖品,奖品包括5台微软Surface Laptop Go轻巧笔电。他们的胜利喜悦,也感染了特别到赛场支持他们的工程系助教,以及APU物联网研究与发展中心(CREDIT)的成员们。

论及其指导学生能够在这项比赛中载誉而归,纳伦德兰喜悦地说:“我感到很光荣,因为我的学生不只是在讲堂上接受培训,而且也在真实的业界环境中,朝向试点原型部署的方向前进!英特尔产学挑战赛始于2017年、向来吸引不少大学及业界精英报名参加,在业内颇享盛誉。

纳伦德兰指出,这三名学生在开发这部自主无人机系统时,展现了过人的技术能力,他们通过一个智能应用程式,将系统结合上人工智能。这一切都是由他们从头做起,充份利用校园内可以找到的硬体设施,再结合上公开资源──英特尔Open VINO工具包,进一步优化及部署人工智能推论。

这位与有荣焉的导师形容道:“他们最强大的力量,就是合作解决问题的团队精神,总是能够对硬体及软体结合上出现的问题排除故障。在我看来,他们的行动及思考就如专业工程师,不但灵活应用技能配套、以及可以使用的工具,运作起来就跟业界里的多学科团队如出一辙。对于未来的职业,他们已经准备就绪。”

见到物联网研究与发展中心的成员们取得卓越的成绩,APU首席创新及企业员维内申教授(Prof Dr Vinesh Thiruchelvam)称许道:“APU是采用由下而上的方法制造无人机,而绝大部份的开发,是通过多元学科的方式进行,也就是把电脑背景及工程背景的人才带进来,共同设计、编码、建造、测试,再把我们的无人机,交付作可持续性用途,使社会因此得益。

〈2022年英特尔产学挑战赛〉半决赛评审时段,赛场上挤满了参赛队伍,等待向评审团讲解作品。图中为APU的黄裕杰(中)正代表“Delta APU”队伍,向评审团解说他们的作品。

这是APU“Delta APU”队伍建造的水灾救难无人机,也就是结构的一部份──监视无人机,备有超音波扫描、英特尔Up-Board,以及用以闪避障碍物的Arduino mega 配套电脑。

亚太科技大学(APU)简介
亚太科技大学(APU)是马来西亚一所首要的私立大学。作为大马第一所以全方位综合评级登上QS 5+级排行榜的大学,APU也是全马最高评级的新兴大学之一,在最新公布的马来西亚高等教育机构评分系统(SETARA)中列为5星(卓越)级。

APU开办范围广泛的科技本科课程,致力把学生栽培成专业人士,以期日后在充满挑战的事业岗位上,以及在全球各地的工商界以及在社会的角色扮演上,作好充份的准备。APU多元文化背景的学生群体来自全球各地逾130个国家,人数达1万3000人,他们毕业后就业率达100%。自成立以来,APU成为一所屡获殊荣的大学,即无论在本地甚至在海外,都曾获颁逾400个优异奖项,从而奠定了良好的声誉。更多详情可浏览 www.apu.edu.my

Online Education Fair 线上教育展
Asia Pacific University of Technology & Innovation (APU)
亚太科技大学

https://edufair.fsi.com.my/apu

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