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00008版:人物

地球物理博士唐水亮填补大比例尺无人机航磁探测技术空白——

巡天探地,给地球照CT

  唐水亮

  1985年出生于河南,吉林大学地球物理专业博士,2017年起,执掌著名地球物理学家黄大年生前留下的唯一公司——浙江大年科技有限公司,带领团队研究航空地球物理探测、重载荷智能无人机等的实际应用转化。获2021甬江引才工程科技创新领域青年创新人才项目奖。

  追梦语录

  “学必致用,只要方法对,没有过不去的‘技术坎’。”

  “我想为这个行业的发展出一分力。我们有能力去做,也愿意付出比别人更多的努力。”

地球物理博士唐水亮填补大比例尺无人机航磁探测技术空白—

巡天探地,给地球照CT

本报记者 陈 醉 共享联盟余姚站 张 雯 施虹吉 劳超杰

  唐水亮说话时,家乡河南口音的辨识度很模糊。

  “搞地球物理探测,哪个不遍历高山大河?跑的地方多了,口音自然‘鱼龙混杂’。”唐水亮解释。从小喜欢物理的他,19岁考大学填志愿,3个志愿都填了与物理相关的专业。最终,他本科到博士都就读于吉林大学地球物理专业,人生与地球物理探测深度绑定。

  地球深处隐藏着多少秘密?人类自古上下求索。地球物探主要靠磁力场和重力场,它们就像窥探大地深处的“两只眼睛”,给地球照CT,让地下2000米甚至更深的地域变得“透明”。

  37岁的唐水亮是浙江大年科技有限公司总经理,他研究的就是搭载这“两只眼睛”的无人化移动探测平台,也就是重载荷的物探专用无人机。这是航空物探领域的基础一环,只有更多专用无人机被研发出来,才有可能搭载上各种传感器,进行无人化的找矿、测绘——这一块,一直是国内地球物探领域的短板。

  两年前,在唐水亮的手中,国内首台套实现低空仿地飞行、高精度无人机航磁梯度测量设备——“海东青”问世。“海东青”可以简单地理解为国内首台找矿专用无人机,它填补了国内大比例尺无人机航磁探测等多项技术空白。

  给无人机消磁

  提升测量数据精准度

  千里之外,内蒙古苏尼特右旗正值风季,“海东青”正在那儿的6个矿区、100多平方公里的勘探区域内密集飞行。“若把飞行路线记录下来,就像在地表画平行线,每两条线路之间间隔50米到100米。通过记录磁力的不同,来寻找矿藏线索。”唐水亮介绍。

  眼前,一身浅色polo衫、运动裤的唐水亮,语速不紧不慢,三句不离“海东青”。“46亿岁的地球就是个大磁场,不同的岩石,密度与磁性各不相同,像矿产资源聚集的地质构造部位,会产生特殊的地球物理信号。”说起这,唐水亮平缓的语速,有了明显的跳跃。

  “海东青”装载了航磁梯度测量设备等装置,能在大面积飞行中抓取这些微弱的异常信号,生成数据谱系,帮助我们根据数据的变化来推测地下资源的分布状况。

  “可以理解为机器换人,用飞行器替代人力,载着探测器巡天探地。”唐水亮说。在像“海东青”这样的无人化移动探测平台出现之前,地质勘探大多由人工背着探测设备,徒步翻山越岭测量信号。因此常常要靠一把砍刀,一点一点劈开脚下的荆棘路,有时在野外一待就是好几个月。“20多斤的重力仪直接压在身上,还不能让机器倾斜角度超过45度,否则石英弹簧就会坏掉。所以就算爬60度的坡,也要挺直腰背!”唐水亮说。

  现在的无人机加载探物设备,粗看是多技术叠加,可带来的是颠覆性的研发挑战,这最让唐水亮着迷。

  比如,航磁梯度测量设备等精度非常高,就连飞行器上一颗铁质螺丝钉的微弱磁性,都可能被读取到,从而影响最终数据。唐水亮便对机身材料做了大幅度变革,试了好几种新材料,最终用铝材料替代铁制件。不同材料的硬度、密度、耐磨性都有差别,需要不停地试验改进,扬长避短。

  在唐水亮眼里,他们的研发虽已迈出关键的第一步,但探测地球之旅才刚刚开启。

  说服他的数据

  要精准到小数点后5位

  聊天时,唐水亮总会细致地关注到我们茶杯,及时帮我们续上茶水,即便被我们这些文科生诸多不着科学调调的问题“烧脑”,他也只是淡淡地笑笑,并不争辩。

  可很快,这印象便被唐水亮团队的另一位成员王辉打破了:“老唐,倔着呢!只有精准到小数点后5位的数据,才能说服他!”

  “海东青”的研发曾因为“实时定位”和“后序定位”问题卡壳。“就在这里,我们七八个人,轮流发言、发问、辩论。”王辉指了指唐水亮的办公室说,这是他们团队解决科研卡点时惯用的方式。

  “‘海东青’需要加载实时定位功能,边飞行边把高度数据实时传输至‘飞控大脑’,‘大脑’做出判断,调整飞行位置。”唐水亮曾经对此很坚持。可负责软件数据分析的王辉担忧,山区常见断崖地势,数据来回传输,时间差会造成无人机反应滞后,影响安全和数据采集的稳定性。这场争辩持续了好几个小时,公式列了满满四五张纸,最终,他们直接拎起设备,一脚油门冲向山区,实地试验。

  因为追求实时定位,这次试验中的测量数据,小数点后四五位出现了误差。这让唐水亮意识到,物探无人机不需要“炫技”,并非越智能越好,所有的智能配置要为核心数据的准确性服务。因此他转变了从前的观点,决定“海东青”不再将实时定位功能作为整套系统标配。

  科研路上,唐水亮就是用一次次类似的实验来校准。

  例如上一次的青藏高原试飞。因空气稀薄,桨翼要转得更快无人机才能飞起来,而转速太高,机身强度不够,达到极限后就会散架。经过高原试飞,唐水亮团队设计出了专用的“高原桨翼”……

  校准的过程没办法快进,需要像笃行不怠的步行者,不疾不徐,一步一个脚印。

  这样的徒步之旅,漫长又寂静,但唐水亮耐得住。就连在日常生活中,唐水亮也“安静”得不像一个85后:一台电脑,几本书,极简的办公室,大多数时间,他都待在电脑前,几万页的资料一点一点啃;每天早上四五点起来,晚上九十点上床,就算再忙,都会坚持一天徒步一万步……

  打通难关

  让“样品”转化为“产品”

  唐水亮以前在科研机构工作。直到2016年,他的博士生导师、著名地球物理学家黄大年尝试通过企业模式快速实现科研成果转化,便在余姚创办了生前唯一一家公司。这触动了当时已规规矩矩进入“体制内”的唐水亮。

  “我希望我所学的能够解决实际问题。”唐水亮决定放弃稳定的工作,加入导师的创业团队,最终执掌浙江大年科技有限公司,把科研赛道从实验室转向了市场。

  唐水亮把学校科研的成果称之为“样品”,“样品”到“产品”这最后一公里其实难关重重。

  相较于报课题、做实验、发论文的科研日常,创办企业有太多的不确定因素,压力也随之而来。“我们技术新,但市场认知和接受都有一个过程,那就得去推销自己,上展会讲、跟客户聊,可我很闷,并不会聊天。”唐水亮说,但他还是逼着自己站到了聚光灯下。有人质疑技术不行,他就花大把的时间整理所有飞行数据,还做了详尽的分析与对比,严谨与专业最终说服了大家。听过他演讲或报告的人,都会对他的开场白印象深刻:“欢迎大家随时打断我!”

  一场报告会过后,唐水亮常会“消失”很久,不带手机,找个山清水秀的地方垂钓,一坐就是半天。唐水亮就是这样放松、减压,然后再出发。

  “我想为这个行业的发展出一分力。我们有能力去做,也愿意付出比别人更多的努力。”唐水亮说。


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