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高斌，電子科技大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院教授，在國際雜志上發(fā)表檢測傳感與儀器相關(guān)論文80余篇，聯(lián)合主持四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)、主持企業(yè)項(xiàng)目5項(xiàng)，申請國家發(fā)明專利30余項(xiàng)、授權(quán)11項(xiàng)、授權(quán)美國專利1項(xiàng)。

2021年9月，由電子科技大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院高斌團(tuán)隊(duì)聯(lián)合企業(yè)研制的“PIGPROX”機(jī)器人，解決了小口徑油氣田管道智能內(nèi)檢測領(lǐng)域的“卡脖子”問題。

它的問世，讓油氣管道內(nèi)檢測像清管一樣簡單！不僅可以有效識別輸油氣管道的腐蝕、壁厚減薄、裂紋等問題，還可以測定管道腐蝕的程度、確定腐蝕的具體位置，從而為油氣管道的全生命周期完整性管理提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)支持，大大降低管道內(nèi)檢測的費(fèi)用成本。

它在國外管道內(nèi)檢測器卡球三次的天然氣管線成功運(yùn)行，解決了小口徑變徑管道易于卡球的難題；在國內(nèi)首條雙金屬復(fù)合管成功運(yùn)行，解決了現(xiàn)有漏磁檢測技術(shù)無法檢測雙金屬管的難題；在閥發(fā)-閥收管道成功運(yùn)行，解決了清管閥發(fā)球管道無法開展內(nèi)檢測等難題。

目前，該項(xiàng)研究成果緊扣產(chǎn)業(yè)問題開展科研，為輸油氣管道安全運(yùn)行提供檢測技術(shù)保障，已成功投入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，在各大油氣田成功檢測管道50條以上，累計(jì)檢測長度超過600公里。

回歸故鄉(xiāng) 開啟人生新征程

今年是高斌加盟電子科技大學(xué)的第10年。“PIGPROX”正是他扎根科研，甘坐“冷板凳”、聚焦“卡脖子”難題的成果之一。

2013年，高斌從英國紐卡斯大學(xué)回到了闊別7年的故鄉(xiāng)——成都，正式加入了電子科技大學(xué)，成為自動(dòng)化工程學(xué)院的一員。在電子科技大學(xué)，高斌得到了學(xué)校和學(xué)院的大力支持。學(xué)院的書記、院長都很重視青年人才的成長，學(xué)院的專家教授也都慷慨相助、精心指導(dǎo)，發(fā)揮“傳幫帶”作用。

讓高斌印象深刻的是在申請儀器專項(xiàng)《鋼軌接觸疲勞及裂紋多物理高速巡檢監(jiān)測技術(shù)攻關(guān)和儀器研發(fā)》項(xiàng)目時(shí)，學(xué)院組織多位有經(jīng)驗(yàn)的教授擔(dān)任“導(dǎo)師”，指導(dǎo)他凝練方向、梳理思路。他最后凝練研究方向，重點(diǎn)突出傳感器與信號處理方向，把“多點(diǎn)開花”變成集中火力“單點(diǎn)突破”。功夫不負(fù)有心人，高斌圓滿完成項(xiàng)目，并被評為2019年度高等學(xué)?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎(jiǎng)通用項(xiàng)目、中國儀器儀表學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

回國以來，高斌在電磁多物理傳感檢測和信號處理科技研究方面不斷精進(jìn)，取得了豐碩成果，先后在IEEE Transactions on Industrial Electronics等國際一流期刊上發(fā)表論文80余篇，其中有4篇論文入選ESI高被引論文；相關(guān)研究成果在成飛集團(tuán)等單位落地應(yīng)用并獲高度評價(jià)。

2021年12月，國際科學(xué)組織Vebleo將科學(xué)家獎(jiǎng)（Vebleo Scientist Award）授予高斌教授；2022年3月，高斌又入選第二屆中國測試學(xué)術(shù)影響力人物。這些榮譽(yù)都標(biāo)志著電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院智能無損檢測的科研工作進(jìn)一步獲得國內(nèi)外同行的認(rèn)可。

回歸本質(zhì) 直面核心問題

研發(fā)國內(nèi)首套完全自主知識產(chǎn)權(quán)的電磁渦流管道內(nèi)檢測機(jī)器人的過程，對高斌來說是一次科研“歷險(xiǎn)”。2019年，面對國家小口徑管道檢測技術(shù)的國內(nèi)空白，高斌與相關(guān)合作單位一拍即合，決定攜手攻克這個(gè)“卡脖子”難題。團(tuán)隊(duì)還建立了傳感器的設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)、硬件的工程化團(tuán)隊(duì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與現(xiàn)場監(jiān)控團(tuán)隊(duì)，緊密攜手、通力配合，從本質(zhì)上去深入思考如何將研究和應(yīng)用深度融合，既解決科學(xué)問題，又能帶來產(chǎn)業(yè)突破。

怎樣用傳感器靈敏地收集信息并分析利用這些信息，是其中的關(guān)鍵，當(dāng)然也面臨許多技術(shù)難點(diǎn)。起初，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了多種嘗試，但都沒有取得預(yù)期的效果。

“也許這些方案一開始就錯(cuò)了？”高斌大膽地懷疑自己、自我否定，改變思路、推翻重來！團(tuán)隊(duì)做全國產(chǎn)化包括芯片替代進(jìn)口，終于研發(fā)出了長度小于270毫米、重量低于8千克的全國產(chǎn)自主檢測器，在低壓、低流速、1.5D彎管（表示管子的曲率半徑為直徑的1.5倍）、變徑等管道內(nèi)實(shí)現(xiàn)了極好的效果。

解決了檢測數(shù)據(jù)收集的問題，團(tuán)隊(duì)接著向數(shù)據(jù)處理進(jìn)軍。由于數(shù)據(jù)量非常大，如何通過這些數(shù)據(jù)辨識管道的缺陷十分困難。此前，實(shí)驗(yàn)室有大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，團(tuán)隊(duì)第一時(shí)間就想到了用“深度學(xué)習(xí)”進(jìn)行訓(xùn)練。

然而，他們發(fā)現(xiàn)，真正到現(xiàn)場面對實(shí)際管道時(shí)，數(shù)據(jù)處理出現(xiàn)了紊亂。高斌和團(tuán)隊(duì)面對繁雜的數(shù)據(jù)信號，引入電磁場和缺陷交互物理機(jī)理約束，逐一分類。

針對一段長時(shí)管內(nèi)復(fù)雜數(shù)據(jù)信號，團(tuán)隊(duì)提出了逐級殘差特征層級分離方法，首先把一眼就能看出來的如停球、焊縫、彎頭等簡單信號分為一類，再把剩余的信號按照電磁場和缺陷擾動(dòng)的不同機(jī)理進(jìn)行特征分類，如此類推，逐步簡化。最后對各類信號逐一分析，最終解決了問題。該方法在實(shí)地油氣田管道內(nèi)檢測數(shù)據(jù)的缺陷定位準(zhǔn)確度超過85%，并在IEEETransactions on Industrial Informatics發(fā)表研究成果，被廣泛認(rèn)可和接受。

“PIGPROX”檢測系統(tǒng)也從此面世，并于2021年投入市場，消除了客戶的安全風(fēng)險(xiǎn)管理盲區(qū)，填補(bǔ)了國內(nèi)油田小口徑油氣管道智能內(nèi)檢測技術(shù)的缺口。

正是這次產(chǎn)業(yè)化過程經(jīng)驗(yàn)，高斌團(tuán)隊(duì)把電磁傳感深入拓展到電磁多物理傳感，研制的多物理電磁熱成像檢測系統(tǒng)在今年和相關(guān)部門實(shí)現(xiàn)國內(nèi)首次探傷車80公里/小時(shí)、距軌面40mm大提離鋼軌表面亞表面標(biāo)定線缺陷全部成功檢出。

因材施教 讓有才者自由成長

在不斷攀登科研高峰的同時(shí)，高斌還以極大的熱情撲在人才培養(yǎng)上。自任教以來，他已經(jīng)指導(dǎo)了40余名研究生。

他要求團(tuán)隊(duì)成員重視物理和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，并給予每一個(gè)人足夠的創(chuàng)新空間，放權(quán)給學(xué)生，開展頭腦風(fēng)暴式的自由討論，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)大膽試錯(cuò)。

“學(xué)生有任何想法，都會(huì)與我討論，只要有一定的合理性，我都會(huì)讓他們?nèi)プ觯瑥馁Y源和經(jīng)費(fèi)上都給他們最大限度的支持。”高斌說，“但我不會(huì)強(qiáng)制他們最終一定要達(dá)到什么目標(biāo)，因?yàn)槲也幌Ｍo他們太大壓力，這樣學(xué)生就不害怕出錯(cuò)，敢于大膽嘗試。學(xué)生在科研中經(jīng)歷的過程，往往比結(jié)果的意義更大。”

談及未來，高斌表示，自己將在電磁熱多物理感知檢測領(lǐng)域持續(xù)探索，瞄準(zhǔn)國家重大需求、作出更大貢獻(xiàn)，并為國家培養(yǎng)更多的拔尖創(chuàng)新人才。