
人工智能作为引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术,深刻改变人类生产生活方式。记者从哈尔滨工业大学了解到,哈工大自20世纪50年代开始人工智能研究,从50年代我国第一台会下棋能说话的数字计算机到80年代第一台弧焊机器人、点焊机器人,再到新时代填补无人集群系统、零交互协同控制领域空白,自主研发国内首个开源医学大模型、全球首个农业大模型驱动的大田种植综合服务平台……多年来,取得一系列广泛应用的创新成果。
面对新一代人工智能技术的快速演进,哈工大瞄准国际前沿,聚焦国之所需,以人工智能引领科研范式变革,加速各领域科技创新突破——
面向人工智能相关领域,哈工大在国内率先成立人工智能研究院,设立人工智能学院和智能科学与技术一级交叉学科,现有机器人技术与系统全国重点实验室、智慧农场技术与系统全国重点实验室等6个国家级重点实验室;作为建设高校,获批国家人工智能产教融合创新平台(全国仅12家,东北地区唯一)、国家工业互联网产教融合创新平台(全国仅14家)。面向未来,学校正在牵头论证谋划智能无人系统大科学设施,支撑低空经济、商业航天、智能制造、国防安全等领域的智能无人系统的测试与研发。
学校拥有陈杰院士、段广仁院士、冷劲松院士、刘宏院士、李惠院士、刘挺教授、刘劼教授等一大批学术带头人,在自主智能无人系统、大模型、具身智能、AIforScience/Engineering等领域开展深入研究,取得了一批重大成果。
自主智能无人系统
无人系统是人工智能的重要前沿阵地,是研究人工智能的重要抓手,将改变现有人工智能的研究范式,形成新质生产力、新型战斗力。
哈工大在无人集群系统协同规划控制领域,提出了多层次紧密耦合高动态任务分配方法、无人集群无交互协同任务规划方法、无人集群欺骗免疫与防御方法、时间扩展一致性集群协同控制理论等一系列规划控制方法和理论,实现无人集群高效任务协同与一致性控制。相关成果为我国探月工程、探火工程提供了技术支撑,并拓展应用于公安、边防、电力巡检等领域。
学校在异构飞行器系统集群智能领域,建立了有弹性保障的多智能体安全学习体系,攻克了复杂拒止环境下协同感知、鲁棒通信、自主变构、安全协同等一系列关键核心技术,打造了完全自主知识产权的“器件研制→单机生产→能力融合”全链条科研生产体系,相关成果成功助力多项国家级重大工程。
此外,学校一大批相关成果已经应用于国家重大工程和战略型号任务中。
大语言模型
大语言模型也称大模型,是生成式人工智能技术的重要组成部分。大模型有效推动人工智能技术从单一智能向通用智能演进,革新内容生产模式,重塑人机交互范式,并在医疗、农业等领域实现智能决策,产生重大影响。
哈工大是国内最早开展自然语言处理、大模型技术研究的高校之一。哈工大团队在CSRankings的人工智能基础理论和自然语言处理领域连续5年(2021-2025)世界排名第一。学校自主研发了“活字”系列大模型、国内首个开源医学大模型“本草”、儿童情感陪伴大模型“巧板”、代码大模型“珠算”和航天知识大模型“风筝”;首创针对中文特性,融合“音、形、意”的模型架构,完全自主可控的“立知”大模型;研发业界首个自然语言与代码双模态预训练模型CodeBERT,为大模型迈向高阶逻辑推理奠定基础。
学校以语言为核心,自主研发了“九天”多模态大模型,同时具备多模态内容理解与多模态内容生成能力,在13项视觉语言任务上实现了性能登顶。
同时学校进一步构建了天功大模型领域化训练推理平台,赋能医疗、工业互联网、船舶建造等多个重点领域,解决了大模型私域训练和领域知识增强等现实难题。

学校自主研发的“天工开悟”农业大模型,全球首个农业大模型驱动的大田种植综合服务平台,深度融合知识问答、图像理解、农事规划、生长预测与智能体调度五大核心能力,初步实现了机理模型的全参训练和80余项生长指标预测,相对误差在5%以内。相关技术成果辐射能力覆盖从设施农业到万亩粮田的全场景,成为全球智慧农业领域的标志性成果。
学校相关研究成果获得诺贝尔奖得主杰弗里·辛顿,图灵奖得主约书亚・本吉奥、杨立昆和OpenAI原首席科学家伊尔亚·苏茨克维等国际顶尖学者和产业界的高度正面评价和引用。核心技术荣获黑龙江省科技进步奖一等奖、吴文俊人工智能科技进步奖一等奖等奖项,为国家在自然语言处理、大模型以及社会认知决策等领域开辟了新路径。
具身智能机器人
具身智能机器人是人工智能与机器人学科交叉发展的最前沿,是人工智能从抽象的赛博空间迈向具体的物理世界的重要桥梁。作为新一代人工智能的核心方向,具身智能对我国突破关键核心技术、实现高水平科技自立自强具有重大战略意义,不仅能推动智能制造、智慧医疗、无人系统等产业的升级,更能助力我国在全球人工智能竞争格局中抢占制高点,为数字经济与实体经济深度融合提供核心驱动力,是国家科技强国战略的重要支撑。

智能灵巧操作是具身智能机器人必须具备的核心能力。在空间智能应用方面,学校研制出具有多种感知功能的机器人灵巧手,在驱动内置型灵巧手领域达到国际领先水平,研制的灵巧手在天宫二号舱内进行在轨试验,国际上首次完成了空间在轨的人机协同操作。学校联合研制的问天舱小机械臂可实现舱体不同位置的爬行,国际首次实现航天员舱外牵引机械臂载荷操作,目前圆满完成支持航天员出舱、载荷安装、维修维护等在轨任务60余次。在医疗康复方面,学校面向肢残患者对智能假肢的迫切需求,研制出我国第一代具有多感知功能的智能假肢手,在欠驱动机构、运动-感觉双向神经交互、生机电一体化集成等方面取得突破,进行了多例肢残患者应用实验。相关成果获国家技术发明奖4项。

哈工大团队基于具身智能大模型技术,自主研发了软硬件一体化的具身机器脑系统,具备跨平台适配能力,可灵活部署于多种形态的机器人平台,为机器人提供多场景、多任务下的多模态感知、自然交互、长序列规划和精准操控等核心能力。学校自主研发完成的国内首个专用于具身智能的机器人智能操作系统“琢识”(insightOS),具备“即插即用、多机协同、模型复用、跨品牌适配”等关键能力,支持包括人形机器人、轮式机器人、四足机器人、机械臂等多品类异构机器人设备。自主研发的具身智能大模型,在180个仿真环境以及30个真实世界任务中验证。
经验证,机器脑系统近场语音识别鲁棒性强,在35dB、45dB、55dB下的环境音测试中,用户整句的识别成功率达99%;在特定场景下的具身问答任务中,实现接近100%的命中率;在技能学习能力方面,新技能掌握成功率与技能新环境适应成功率接近80%;在任务规划能力方面,任务分解效率、任务规划准确率以及计划合理率均超过80%。InsightOS相较传统方案,任务部署时间从数周缩短至2-3天,平均调度延迟控制在10ms以内,关键任务成功率超过95%。
机器脑系统获批工信部揭榜挂帅项目,InsightOS产品已在上海张江机器人谷实现商业化落地,获得黑龙江省科技厅天使基金及上海多家知名投资机构累计数千万元的资金支持。
AI+应用
智慧农业
学校将人工智能技术与现代大规模农业相结合,在智慧农场方面,在智能底座、作物模型、精准感控、智能装备等智慧农场领域、技术集成和示范应用等方向取得一系列成果。在建三江七星农场打造全国最大万亩级水稻种植示范区,与传统用工方式相比较,实现减少用工50%。通过成果转化,产生经济效益近4亿元。

学校联合华工科技研发的智能激光除草机器人,融合“机器人+AI+激光”技术群,具有精准识别杂草的核心优势,识别率达95%以上。设备示范应用表明,可显著降低综合除草成本约50%,幼苗保存率接近100%。

智慧气象
学校研发的“分钟级人工智能短临降雨预报系统”“基于国产风云四号气象卫星数据的强对流智能预警系统”是国际上最早投入实际业务应用的“人工智能短临预报系统”之一,构建出完全自主可控的人工智能短临预报体系,曾先后为2020年深圳经济特区建立40周年庆祝大会、香港回归25周年大会、成都第31届世界大学生运动会、2023年杭州亚运会等重要活动提供了精准的气象信息保障。
智慧交通
学校深入开展沥青基材料智能化研究,聚焦于人工智能与道路材料前沿交叉,构建了沥青基材料全息基因轻量化数据库和沥青基材料高通量双向智能设计平台。成果应用于绥满公路大庆段改扩建工程等工程中,配合比设计周期降低72%,费用总成本降低56%,路用性能提升10%~15%,获交通运输协会科技进步特等奖、中国公路学会科学技术一等奖。与传统方法相比,人工智能赋能沥青基材料智能设计大幅提升材料研发和评价效率,能耗降低明显。
智慧土木
学校将土木工程与人工智能技术深度融合,在重大基础设施智能化建设方面研发了基于数字孪生的重大基础设施施工安全主动控制技术,构建了“智能感知-智能分析-智能决策”三维一体技术体系,开发了多目标协同控制决策系统,实现重大工程施工毫米级精度主动协同控制。研究成果获中国发明协会发明创业奖成果奖一等奖、中国技术市场协会金桥奖一等奖等多项科技奖励。
学校围绕地质灾害巡查和地下工程巡检的迫切行业需求,研发智能巡查/巡检四足仿生机器狗系统,实现对岩土与地下工程病害/险情的监测、识别与预警,具有环境自感知、路径自规划、信息自传输和异常自检测等技术能力,先后在应急管理部长江防汛抢险综合演练、湖北省防汛抢险救援综合演练中大显身手。
智慧能源
学校在国内率先将传统供热与人工智能技术深度融合,研发了一系列智慧供热平台,相关成果在黑龙江、新疆、山东、河北、山西等省(区)超过20个地市获得应用,服务总供热面积超过1.2亿㎡。典型示范工程实现节热17%、节电42.3%、节水38.6%,系统整体节能10%,单位面积减碳量10kg/㎡,节碳率17.8%,取得良好的社会效益和经济效益。
学校开展人工智能驱动的电力调控技术研究,研发虚拟电厂运行控制和运营决策平台,形成模数融合决策的多虚拟电厂协调调控与运营交易技术体系,支撑全国首个常态化超大城市虚拟电厂部署,获“金砖国家技能发展与技术创新大赛·金奖”,NeurIPS虚拟电厂大赛全球冠军。
智慧环境
学校开展AI+大数据的水环境智慧管控研究,建立了从数字底座、模型算法到智慧管控的数字化技术体系,开发了软硬一体智慧监测技术装备,实现水污染全时段监测与超前预警,关键技术应用于长江、黄河等十大流域,为生态环境部开发国控断面水质AI预报模型软件,率先实现了松花江、长江等流域COD、氨氮、总磷等5项指标未来7天预报,预测精度超过85%。技术成果入选工信部2021年大数据产业发展试点示范项目、中央网信办2023年数字化绿色化协同转型发展典型案例。
多年来,哈工大始终坚持“厚基础、强实践、严过程、求创新”的人才培养特色,为人工智能领域培养了以中国工程院院士高文,国家卓越工程师”称号获得者、百度首席技术官王海峰等为代表的万余名优秀人才。
在哈工大还有很多科研团队在人工智能领域深耕探索,不断推动人工智能科技创新与产业创新深度融合,为我国实现高水平科技自立自强、推动高质量发展、在全球人工智能发展与治理中发挥积极作用,提供有力的科技与人才支撑。
刘培香 哈尔滨日报记者 纪天伟 王铁军
图片由哈工大提供
编辑 王剑青
