科創解難題 智慧護民生
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收藏鋼軌斷口上的細小灰斑,如何被快速精准識別?城市裡走失的寵物,怎樣擁有一張不可偽造的“數字身份証”?高敏感數據,如何在安全可信的環境中流動起來?內蒙古科技大學“智安通”大學生科創團隊,用一次次科研攻關給出了答案。
走進內蒙古科技大學“智安通”創新實驗室,團隊成員劉庭正在電腦前調試模型。屏幕上,一張張鋼軌斷口圖像被算法快速分區、標注,灰斑缺陷位置清晰呈現。這些不斷跳動的數據是實驗結果,更關系著軌道交通運行安全。
近年來,國內鐵路網絡持續發展,鋼軌斷口灰斑檢測成為保障行車安全的重要環節。傳統人工檢測依賴經驗判斷,存在效率低、主觀性強、誤檢漏檢率高等問題,難以適應鐵路質檢數字化智能化發展需求。
在楊文君老師、梁蘭英老師和劉新教授指導下,“智安通”團隊把目光投向工業視覺檢測領域,立志研發一套鋼軌斷口灰斑智能識別系統。
研發之路並不輕鬆。項目初期,現場圖像中光照不均、粉塵干擾、缺陷形態復雜等問題頻繁出現,模型識別效果並不穩定。團隊成員一邊採集數據,一邊調整模型結構和參數,常常為了一個邊緣識別誤差反復比對、通宵調試。
“剛開始,模型把很多干擾紋理也識別成缺陷,大家都很著急。”劉庭回憶說。為了提高識別精度,團隊圍繞圖像採集、邊緣精修、分區檢測和算法優化持續攻關,最終構建起十萬級鋼軌圖像數據集。經過多輪訓練優化,系統灰斑識別准確率達到96.45%,分區檢測准確率達到99.89%,檢測能力明顯優於傳統人工模式。
團隊進一步搭建了“圖像採集+算法識別+小程序交互+報告追溯”一體化體系,工作人員通過手機即可完成檢測、識別、記錄和報告生成,實現了從人工經驗判斷到智能輔助決策的轉變。
目前,該系統已在多家鋼廠焊軌基地落地試用,累計完成7000余次檢測,應用效果獲得企業認可。項目不僅能夠降低人工檢測成本、減少安全隱患,還可以通過數據積累和分析反向優化生產工藝,為軌道交通裝備質量提升提供技術支撐。
團隊的創新腳步並未停下。人可以通過指紋鎖定身份,城市裡數量龐大的寵物又該如何精准識別與管理?“智安通”團隊用兩年時間給出了答案:給寵物“刷鼻紋”。
在一次調研中,團隊成員張樂穎發現,傳統寵物身份識別方式存在可偽造、有創傷等問題,寵物走失、保險理賠、身份核驗等現實難題長期困擾寵物機構和養寵家庭。起初,團隊嘗試通過寵物面部特征進行識別,但寵物換毛、姿態變化、光線干擾等因素嚴重影響模型穩定性,研發一度陷入瓶頸。
轉機出現在2025年3月。調研文獻后,團隊驚喜地發現,貓狗鼻紋如同人類指紋一樣獨一無二、終身不變,是寵物天然的生物標識。
方向明確后,團隊迅速調整技術路線,聚焦寵物鼻紋識別算法。拍攝畫質差、寵物不配合、鼻紋區域分割難度大等問題接踵而至。團隊成員不斷優化數據採集流程,合規採集多場景樣本,基於優化輕量化模型,並搭配自研CNN雙校驗架構反復訓練,最終將識別准確率提升至99.98%。如今,該系統已在本地多家寵物機構試點應用,為寵物身份管理、走失找回、保險理賠等場景提供了新的技術路徑。
如果說智能檢測和寵物識別解決的是看得見的現實問題,那麼數據安全流通則面向更深層次的數字經濟發展需求。數據是數字經濟時代的重要生產要素,但高敏感數據如何在不同部門、不同機構之間安全流動?團隊用技術攻關探索出一條“可用不可見、可控可溯”的技術路徑。
走進實驗室,團隊成員連祎來正和大家一起調試“數據全鏈路隱私防護方案”的核心系統。一次調研中,他發現不少單位雖然積累了大量數據,卻因安全等顧慮,“不敢用、不能用、不會用”。這讓他意識到,數據安全不是簡單加一道防線,而是要建立自主可控、安全可信的數據流通基礎設施。
最初,團隊嘗試將加密、審計、權限控制等模塊分別部署到系統中,但由於不同架構差異大、數據格式不統一,密態計算與可信存証難以協同,系統進入真實場景后暴露出適配難、效率低、流程斷點多等問題。在劉新教授指導下,團隊重新梳理技術路線,形成“信創全棧可信一體機搭配數據安全流通管理平台”的研究方案,圍繞關鍵問題持續攻關。目前,已完成從技術預研、原型系統到行業試用的階段性驗証。在某政府部門試用過程中,數據協同效率由原來的2.5天縮短至10分鐘以內。
一項項成果的背后,是內蒙古科技大學堅持“以賽促學、以研育人”的生動實踐。團隊成員在真實科研項目中學習算法設計、工程開發和系統集成,在產業一線中理解社會需求、錘煉協作能力、提升創新本領。目前,“智安通”團隊已獲得科創競賽省部級以上獎項50余項,以及10余項發明專利和軟件著作權。未來,這支青年團隊將繼續深耕人工智能、數據安全等方向,為數字中國建設貢獻青春力量。(記者 白蓮)
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