土木，是否真的“又土又木”？

　　在深圳大学，有这样一群学生，用创新实践，给出了截然不同的答案——当土木遇上人工智能，传统领域也能焕发惊艳光芒。

　　在第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛中，深大土木与交通工程学院“管网卫士”团队斩获“人工智能+”专项赛应用赛特等奖。团队所研发的小型胶囊检测机器人和自主导航无人机两款产品，实现了管网检测从人工辅助到全自主智能的跨越。

　　荣誉背后，不仅凝结着无数个日夜的攻坚作战，更承载着一段关于“人工智能+土木”如何走入现实、守护“城市生命线”的突围故事。

　　01

　　用AI解法

　　攻克城市“看不见的痛点”

　　地下管网，是城市的“生命线”，却也因隐蔽、复杂、高危的作业环境，成为运维中的巨大难点。传统检测主要依赖CCTV机器人，常常因设备笨重、依赖人工等导致效率低下。

　　能否真正实现无人化、全智能的检测？这正是深大“管网卫士”团队全力以赴的攻坚方向。在人工智能的深度赋能下，他们首创两大无人化新产品——小型胶囊检测机器人、自主导航无人机，实现从人工辅助到全自主智能的跨越，且整体检测效率较传统设备提升超10倍。

　　小型胶囊检测机器人、自主导航无人机

　　相较以往手段，团队的核心创新点在于通过引入边缘计算与智能算法，攻克了市政管网复杂环境下病害识别和定位两大核心难题。而这正与挑战杯“人工智能+”专项赛应用赛的宗旨不谋而合——即在于以场景为驱动，考查技术与产业深度融合的实战效能。

　　除了技术创新，实用价值同样是大赛的重点考查方向。此次“管网卫士”团队与行业龙头——深圳市环境水务集团建立了深度的战略合作伙伴关系，探索出产学研用双向赋能模式。一方面，团队向深水集团批量交付产品样机，直接解决其一线业务中的难题；另一方面，深水集团也向团队开放了海量的高质量现场检测数据，反推技术升级，最终完成从样机到产品的工程化闭环，确保产品经得起复杂工况的考验。

　　依托先进的技术和扎实的落地，“管网卫士”团队从高手如云的竞赛场脱颖而出，斩获全国特等奖，更成功从实验室走向市场，在具体的应用场景中展现出极强的适应性。其中，针对城市老旧小区中管径极小、淤积严重甚至高水位满管流的“毛细血管”级管网，小型胶囊检测机器人可以摆脱线缆束缚，随流进行精准检测；而面对人员无法进入、信号缺失且环境未知的大型箱涵等“大动脉”场景，无人机则能发挥自主检测的优势，实现自主飞行与实时建图。

　　胶囊机器人和无人机工作示意图

　　胶囊机器人作业流程

　　无人机作业流程

　　目前，小型胶囊检测机器人已率先在安徽、深圳等多个省市投入应用，显著提升了当地排水管网的检测智能化水平与工作效率。

　　02

　　跨界融合、实战赋能

　　深大土木的“破壁”之路

　　“管网卫士”团队是一支覆盖深大本硕博学生的战队，虽然项目的技术门槛很高，但本科生也是这支团队的中坚力量。其中多位本科生已进入院士团队实验室，接受最前沿的科研训练，并在此次项目中发挥了重要作用——周宜平、张恩实负责调研核心任务，夯实项目基础；郑桢祺参与机器人样机测试与模拟实验。

　　本科生为何能站上国家级舞台？

　　这背后，离不开深大土木与交通工程学院的全力托举。

　　超高科研配置

　　本科生进院士团队实验室

　　在备赛初阶段，“管网卫士”团队便享有超高配置的科研支撑——背靠李清泉院士团队“院士领航科创训练营”“极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室”“自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室”等科研平台，面向本科生全方位开放各类科研设备设施，助力团队成员无缝衔接到最前沿的学术资源。

　　比赛进入白热化阶段后，深大土木与交通工程学院24小时开放的实验室、测试场，便成为“管网卫士”团队的“主战场”。每当解决一个棘手问题后，他们便迫不及待地转向测试场，验证优化后产品的实际性能。

　　除此之外，学院还在经费上给予大力支持，从昂贵的传感器采购，到前往外地的调研差旅，彻底消除团队的后顾之忧。

　　资深导师全程护航

　　博士生手把手教本科生

　　在朱家松、于文率、姜文宇几位老师作为资深导师的全程指导和护航下，“管网卫士”团队还构建了一套高效的“传帮带”机制。作为深大土木学院土木工程在读博士生，张晓艺和孟凡一两人不仅是团队技术骨干，更承担着“引路人”的角色——张晓艺将复杂的自主导航算法解构，手把手教本科生如何部署代码；孟凡一则带领师弟师妹深入工程一线，传授实战经验。

　　图中左为张晓艺，右为孟凡一

　　这种模式也让本科生入校即入行。本科生在博士生的带领下，大二、大三就能独立承担“小型机器人避障测试”“管道病害数据清洗”等核心任务，并顺利完成从理论到应用的高效落地。

　　跨学科融合培养

　　“数智土木”引领学生未来

　　长期以来，深大土木与交通工程学院高度注重跨学科培养，融合深大土木、信息、计软、机电等优势学科，积极推动传统土木向数智土木转型。学院还获批了智能建造、智慧交通等新工科专业，并联合人工智能学院设立交叉硕士点，为学生提供跨界融合的各种可能。

　　此次，团队正是将智能检测算法、自主导航算法等技术与土木工程专业的知识相结合，成功解决了管网检测难题，跨学科深度交叉能力得到大赛评委的高度认可。

　　土木学院本科教学成果

　　《国家战略引领-学科交叉驱动的数智

　　大土木工程复合型人才培养探索与实践》

　　荣获2025年广东省教学成果奖特等奖

　　值得一提的是，学院开设土木工程（数学力学创新班）、土木工程（国际工程创新班）这两个院士班，分别由谢和平院士和陈湘生院士担任班主任，直接在高考招生。其中，“数学力学创新班”实施“数力基础+多学科专业知识的跨界、跨学科”一体化培养模式，以培养具有科学思维、自主创造、国际视野与工程能力的创新型人才；为培养具有全球视野与工程能力的卓越工程师人才，“国际工程创新班”推行双语教学模式，选取土力学、基础工程等课程作为试点，逐步构建起“情景化+数智化”的课堂体系。

　　谢和平院士的课堂

　　陈湘生院士“以盾构机为黑板”

　　展开情景化教学

　　学院自主开发的情景化教学系统用于教学

　　正是在学院的全方位赋能下，“管网卫士”的创新突破在深大土木学院已是常态，此前学院学子还曾斩获第十七届“挑战杯”竞赛黑科技专项赛全国三等奖、全国大学生课外学术科技作品竞赛国赛三等奖、2025年“挑战杯”省赛主题赛一等奖等奖项。

　　学生毕业后，除了大型建设集团，还深受比亚迪、腾讯、华为、深城交等行业龙头企业的青睐。也有一部分学生凭借积累的优异科研成果，成功前往海内外顶尖名校继续深造。

　　03

　　打通学科壁垒，产学研一体化

　　深大全力打造创新土壤

　　“管网卫士”团队的优异成绩，亦深深扎根于深大肥沃的创新土壤。依托综合性大学优势，深大大力推动学科交叉，不仅开设有大量跨学科课程，还经常举办各类“创新工作坊”和“学术沙龙”，为学生提供丰富的跨学科资源。与此同时，实验室开放政策让本科生得以在动手操作中进一步锻造“新工科”思维。

　　2025年，土木学院11名同学与来自机电、

　　管理、医学、数科等不同专业的同学

　　混合编组形成五支跨学科研究团队

　　共同前往西澳大学访学

　　深大强大的院士团队也为本科生教学赋能。在校学生最快于大一下学期末即可不受专业限制，参与“院士领航科创训练营”的选拔。该营由学校创新设立，聚焦本科生群体，采用“跨专业、跨学科、问题导向、项目驱动”的创新培养模式，打造“专业学习-创新训练-科创探索-科创成果转化”的成才链条。

　　其中，由李清泉院士牵头的“泛在感知与空间智能”训练营重点围绕空间探测、国土安全、智慧城市、环境监测、智能制造、应急救灾、设施运维、智慧生活等领域展开研究，备受学子青睐。

　　正是在这样开放包容的平台之上，来自土木、信息等不同专业的学子一拍即合，立志用AI技术破解城市地下管网的运维“痛点”——土木专业的学生深谙工程现场的实际难题，信息专业的学生精通算法，这种跨学科的“优势互补”，让技术与需求的对接变得精准且高效。

　　而能有如此优势，离不开深圳大学深厚的产学研土壤。扎根深圳，深大坐拥得天独厚的区位优势——粤海校区周边环绕200余家上市公司，腾讯、百度、阿里、华润、中国电子等名企位于学校2—3公里范围内；丽湖校区则直接扎根深圳机器人谷，这里也是深圳机器人产业腾飞的核心引擎。

　　深大粤海校区地理位置

　　深大丽湖校区地理位置

　　优越的地理位置，为深大带来了最丰富的企业资源，也夯实了产学研合作的坚实基础。当前深圳市“20+8”产业集群在深大都有对应的学科支撑，且有对应的教师人才。此次深大“管网卫士”团队与深圳市环境水务集团的高效协作正是学校产学研深度融合的一个生动缩影。

　　在人工智能浪潮奔涌的今天，深圳大学土木与交通工程学院以开放的姿态拥抱变革，将算法代码注入钢筋水泥的脉络，让传统学科焕发出智慧新声。

　　这不仅是单一学院的突破，更是深大创新生态的缩影——在这里，学科边界被重新定义，交叉融合成为常态，每一个想法都能找到生长的土壤。深大正以特有的包容，托举起无数个“管网卫士”团队，助力他们在智能时代书写新篇。

　　实习编辑 罗烁