來自湖南大學的這支隊伍基于昇騰 AI 基礎軟硬件平臺，打造出了「MobiUS 昇騰芯：應急救援移動無人機基站邊緣智能系統」，在中國國際「互聯網 +」大學生創新創業大賽總決賽中一舉摘得產業賽道銀獎。
「鄭州暴雨已致近 300 人遇難，倒塌房屋 1.80 萬戶 5.76 萬間，農作物受災面積 1048.5 千公頃……」
「鄭州暴雨已致近 300 人遇難，倒塌房屋 1.80 萬戶 5.76 萬間，農作物受災面積 1048.5 千公頃……」
「山西大部分地區出現極端強降水天氣，引發山洪和地質災害，急需救援物資，請求支援……」
自 2021 年入夏以來，河南、山西等多地的災情信息成為了全國的關注焦點。水庫潰壩、大批鐵路停運、航班取消，洪水災害造成了重大人員傷亡和財產損失，也嚴重影響了人民群眾正常的生產生活秩序。
7 月 21 日，中央對防汛救災工作作出重要指示：要始終把保障人民群眾生命財產安全放在第一位，抓細抓實各項防汛救災措施。
一方有難，八方支援。企業和群眾捐獻的物資源源不斷地被送到救災一線，有關災情的每一條動態，都牽動著全國人民的心。
同樣想要獻出一份力量的，還包括十幾位來自湖南大學的年輕學子。減輕自然災害風險是實現有效防災減災的關鍵，面對國家重大需求，他們陷入了深深的思索，并決定用自己的技術知識做一些有意義的事。
「萬里挑一」的比賽
10 月 15 日，第七屆中國國際「互聯網 +」大學生創新創業大賽總決賽拉開帷幕。本屆大賽首次增設產業命題賽道，該賽道決賽也在 10 月 15 日同步進行。
作為產業賽道的參與企業之一，華為設置了鯤鵬、昇騰 AI 等多個命題。經過此前為期 3 個月的逐層評選，產業命題賽道 10466 支報名隊伍中的 50 支參賽隊伍殺入了決賽。20:1 的晉級難度，意味著通過考驗的隊伍都擁有最頂尖的實力。
在最終的 50 支決賽隊伍中，就有 13 支來自華為。華為也是本次產業命題賽道入圍決賽最多的企業。這 13 支入圍隊伍打造出的作品涵蓋了以鯤鵬、昇騰等為主的五大細分領域。
湖南大學團隊參賽現場照
來自湖南大學的莫比烏斯岳麓戰隊基于昇騰 AI 基礎軟硬件平臺打造出了「MobiUS 昇騰芯：應急救援移動無人機基站邊緣智能系統」，并在總決賽中一舉摘得產業賽道銀獎。
讓 AI 技術用在社會需要的地方
莫比烏斯岳麓戰隊主要依托湖南大學機器人學院開展研究與設計，機器人學院成立于 2016 年 4 月，是國內最早成立專門從事「智能機器人 +」前沿交叉學科創新人才培養的學院之一。在戰隊老師們的指導下，大家瞄準湖南大學機器人視覺感知與控制技術國家工程實驗室、視覺感知與人工智能湖南省重點實驗室的智能無人機技術開展學習與研究，并思考如何將這些最新技術應用到社會最需要的地方。
隊長王子安表示，團隊之所以選擇了與災情感知相關的賽題，與成員們的校園經歷也有一定關系。
湖南大學坐落于岳麓山腳下、湘江之畔，洞庭湖「接納四水，吞吐長江」，是長江中下游重要的調蓄湖泊。又受到流域內降雨偏多的影響，種種因素都導致了湖南地區洪水災害多發。
時間回到 2020 年，從 5 月份進入汛期之后，湖南省遭遇了連綿不斷的局部暴雨，十幾個市州的數百萬人受災，防汛救災形勢十分嚴峻……
這似乎已經成為了十幾位湖南大學學子的共同記憶，也讓他們更加關切各地洪水災情的發展，主動去思考可能的解決方案。
戰隊聚集了來自湖南大學十幾個學院的同學，除了機器人學院之外，還包括信息學院、電氣學院、機械學院、設計學院、工商管理學院等。從本科生到博士生，總共幾十位同學參與了方案的設計搭建，每個人都攜帶著自己所擅長的領域知識，信心滿滿地加入戰隊。
盡管應急救援原本不是成員們熟悉的領域，伴隨著一起討論、調研、互相鼓勵，他們在這個過程加深了對 AI 技術在災情感知與救援方面價值的認知。
他們收集了往年東洞庭湖區域的洪澇受災情況數據，經過分析發現，災情遙感解譯工作普遍存在著實時數據體量大、異構信息融合難、人工判讀效率低、地物識別精度差等挑戰，無法精準且及時應對復雜多變的災情場景。
災情面前，時間就意味著生命。隊員們希望開發一套邊緣智能方案搭載于大型無人機上，借助不同傳感形式的攝像頭獲取到的數據，對災區情況進行更快、更準的智能化感知。這有利于后續的應急救援方案的制定們，也能幫助制定更精確、更優化的救援路徑。
盡管大型無人機已應用于應急救援場景中，但其所能達到的機載智能化、空地協同化程度尚未符合實際復雜災情場景需求。面向應急救援的工業級無人機市場仍存在著可觀的市場空間和發展前景，但目前缺乏面向國家重大需求的軟硬件協同設計產品。
帶著這份社會責任感，團隊決定完成從 0.5 到 1 的突破，讓 AI 技術用在社會需要的地方，發揮更多的產業應用價值。
不過需要深思熟慮的問題仍有很多：比如，用于救援的大型無人機傳感器數據量多、吞吐要求高，能夠搭載比較復雜的人工智能應用，但這對電池續航時間的要求也更高，對整體系統設計也提出了更精細的要求。
基于這些因素的考慮，他們選擇了昇騰 MindX SDK AI 應用開發套件。
理論知識與產業經驗的碰撞
隊長王子安回憶說，在多源融合感知、多模態數據處理等具體技術上，團隊已經有了比較多的經驗基礎，其實比較難的地方在于硬件的調試工作。
華為昇騰 AI 軟硬件平臺，打造了一條昇騰系列處理器、系列硬件、CANN（Compute Architecture for Neural Networks，異構計算架構）、AI 計算框架昇思 MindSpore、應用使能 MindX、開發工具鏈、管理運維工具、行業應用及服務等全棧，為開發者們提供了強大、齊全的開發工具，讓開發過程做到盡可能簡單、高效。
硬件模塊完全是團隊自己設計的，在這個過程中，昇騰 AI 基礎硬件平臺為他們提供了很關鍵的幫助。昇騰的 Atlas 200 AI 加速模塊集成了昇騰 310 AI 處理器，并且擁有多級算力配置，支持 22TOPS、16TOPS、8TOPS 三級算力，半張信用卡大小即可提供 22 TOPS INT8 算力。而它的典型功耗僅有 5.5W，非常適合在大型無人機這種邊緣設備上部署 AI 應用。
模型訓練使用昇思 MindSpore AI 框架，MindSpore 最佳匹配昇騰，簡單易用，在模型的構建、訓練和測試環節都十分順暢且運行高效，特別是自動并行和動靜態切換功能也均很好的提高了整體開發效率。
整套產品的設計初衷是聚焦無人機應急救援等場景，通過設計高性能的算法和硬件系統來滿足災情感知管理的實時性、準確性和高效性，并實現無人機基站的智能化管理。
經過深度討論，團隊最終決定采取軟硬件協同設計模式，軟件層面按照硬件配置來進行算法撰寫，硬件層面也面向軟件來進行開發，二者是一種融合關系，這大大減少了常見的開發成本。
好在解決了硬件問題之后，軟件層面的技術挑戰似乎并不多。
在團隊內幾位博士生的技術支持下，模型輕量化工作也順利地完成了，并完成了部署。其中一些算法工作來自團隊成員此前的研究成果，但這一次實現了更明顯的效果提升。
經過不斷地訓練、優化，結合 CANN 提供的模型精度和性能調優能力，團隊將廣域目標檢測算法的檢測精度提到了 81.5%，比原有算法提升了 4%；HSF-Net 算法在艦船目標檢測上達到了 89.3%, 目標檢測精度提升了 5.3%。
基于算法的效果，但怎么將算法部署在硬件上是下一個難題。經過一番深思熟慮之后，團隊選擇使用 MindX SDK 開發者套件進行算法部署。MindX SDK 是基于昇騰 AI 處理器的各類 AI 應用場景的開發者套件（SDK），可提供極簡易用的 API，提升 AI 應用的開發效率。凝聚行業 Know-How，mxVision 昇騰視覺 SDK 適用于智能視頻分析場景。最終，團隊選擇了 mxVision 進行算法的部署，只需要從插件庫中選取相關插件，進行簡單流程編排，整個部署過程便完成了。
他們在收集的洞庭湖數據上進行了地物分類的測驗。系統可直接判斷出河流位置，判斷哪里受災比較嚴重，有一些原本是農田的區域，現在可能已經被洪水淹沒。
「團隊最滿意的部分就是方案在地物分類上的表現。因為實驗室之前在這一塊的研究基礎是比較好的，這次做出來的效果也非常不錯。」王子安表示。
王子安還提到，在災情救援場景中，很可能會出現多源融合感知的需求。比如一位受災群眾夜間被困在周圍是洪水的屋頂上，光憑可見光是不足以判斷此人存在的，所以要借助熱紅外感知功能去進行檢測。這種信息就需要不同模態的數據進行互補，以實現對災區情況更全面的實時感知。
最有力的支持
在大賽的籌備過程中，華為也為參賽團隊提供了非常多的產業經驗支持，如昇騰 AI 基礎軟硬件平臺算力資源、賽事培訓和關鍵任務深度指導，幫助參賽隊伍進一步提升知識和技能，針對性提高團隊能力。
近年來，湖南大學也開設了一些人工智能相關的課程。在「智能基座產教融合協同育人項目」的推動下，華為也在將昇騰 AI 技術知識融入到學校的計算機、人工智能等三十多門課程之中。團隊成員表示，從個人發展的角度來看，現在的課程與企業相結合，能讓理論課程的針對性和實踐性更強，根據業界的實際產品和技術來培養具備某方面特長的學生。
在 MobiUS 昇騰芯獲得了本屆「互聯網 +」產業賽道的銀獎之后，團隊也打算著手將這個技術方案進行商業化落地的探索，與華為進行更深度的合作。展望未來，應用場景或許也不限于此，比如可以拓展到電力巡檢等需求更廣闊的領域市場，用人工智能技術產品替代原始的、危險性的人工勞動。
目前，該產品已被推薦申請華為「昇騰萬里」解決方案 ISV 技術認證，完成后即可與華為建立伙伴關系。此外，團隊還可以通過雙創孵化的方式與華為進一步建立技術研發和產業拓展的聯系。
一直以來，昇騰計算產業致力于將 AI 新技術的紅利帶到世界的每個角落，讓人人充分享受 AI 帶來的美好。在 AI 治理上，華為與生態、商業伙伴共同倡導向善、包容、普惠和負責任的 AI， 為人類社會發展帶來價值。目前，昇騰計算產業生態已在醫療、運營商、能源、交通、互聯網、政府、制造等多個領域落地，昇騰社區（hiascend.com）注冊開發者已達 40 萬，同時聯合 200 + 高校研究團隊，全力推進 AI 科研進步。
團隊成員馬浩楠是一名大三本科生，這也是他首次參加「互聯網 +」大賽，并在這個過程中感到收獲頗豐：「我更深切體會到，可以用自己手中的技術去真正服務于人民，做一些有意義的事情。并不是說悶在實驗室里，埋頭寫算法或者是發論文，我們確實是可以做些事情，讓技術知識變得更有意義一些。」
相信在不久的將來，MobiUS 昇騰芯能夠真正走到祖國和人民最需要的地方，繼續發光發熱。而這些正值青春年華的莘莘學子，也能夠昇騰 AI 平臺的支持下，將自己最美的技術夢想化為現實。
