杭州市滨江区浙工大人工智能创新研究院坚持聚焦人工智能领域,优化整合成果、人才、资本、市场等转化要素,加速挖掘和释放基础研究成果价值,加速创新链与产业链融合,积极打造概念验证中心+成果转化+产业孵化的创新载体建设,畅通科技成果转移转化“最初一公里”。
研究院坚持以“模型创新-攻防博弈-安全评测”为主线,突破复杂环境下信号识别难而高性能智能模型少、对抗环境下攻击博弈烈而智能防御水平弱、有效的智能感知模型安全评级体系缺乏等三大技术挑战,开展电磁大数据自动化采集标注平台、智能频谱感知攻防博弈系统平台、电磁空间智能评测综合平台、电磁空间AI算法安全、信号智能模型评测等研究,完成电磁频谱智能感测关键技术研究及应用落地。
一、所属领域
1.所属领域:电磁空间安全、人工智能对抗、软件定义无线电
2.应用对象:军事侦察、民用通信、空中交通管理、无人系统管控
二、项目介绍
1.痛点问题
随着人类社会迈向5G、物联网、天地一体化等信息网络时,通信、导航、物联、感知等领域对电磁空间资源的需求日趋紧张。在信息化、智能化快速发展的背景下,随着无线电设备种类和数量的剧增,电磁环境日益复杂,噪声干扰严重,信道条件多变,给电磁信号采集、智能处理和安全使用带来巨大挑战:
(1)挑战一:电磁信号种类繁多,信号特征复杂多变,对海量多源数据感知和智能采集提出了全新的要求;此外,由于不同通信系统采用的数据标准不一致,加之缺乏有效的数据共享机制,导致系统间形成严重的数据孤岛,大量宝贵的数据资产无法得到充分利用。
(2)挑战二:无线电磁信号面临干扰、欺骗、入侵等多重威胁,传统抗干扰技术已难以应对日益智能化的攻击手段;同时,现有智能对抗设备一体化程度较低,通信与GPU模块较为孤立,关键器件依赖进口,这种架构导致实时高性能攻防对抗难以得到保障。
(3)挑战三: 人工智能在信号分析与处理中的应用虽取得显著成效,但面对电磁空间的激烈对抗性环境,安全性问题突出。当前,缺乏系统化的安全评测手段,难以全面评估算法在对抗环境下的可靠性。一方面,深度学习模型易受对抗样本和数据投毒攻击;另一方面,现有评估框架难以验证算法在复杂动态电磁环境中的表现,进一步增加了应用风险。
2.解决方案
电磁波作为在陆、海、空、天及网络空间进行探测、信息感知、传播和处理的高效载体,其重要性在当今世界被视为国家战略资源。研究院坚持以“模型创新-攻防博弈-安全评测”为主线,突破复杂环境下信号识别难而高性能智能模型少、对抗环境下攻击博弈烈而智能防御水平弱、有效的智能感知模型安全评级体系缺乏等三大技术挑战,分别搭建了电磁大数据自动化采集标注平台、智能频谱感知攻防博弈系统平台、以及电磁空间智能评测综合平台,完成电磁频谱智能感测关键技术研究及应用落地。
首先,电磁大数据自动化采集标注平台(或电磁信号智能采集与治理平台)是集信号采集、数据分析、数据治理于一体的系统级产品,已成为支撑频谱资源管理、电磁态势感知、电磁数据治理的重要基础设施。伴随着智能化技术的快速发展,市场应用正呈现多元化发展态势。本团队依托多年电磁信号采集和处理技术积累,突破电磁信号智能感知核心技术瓶颈,解决采不全、标不准、效率低、管理难等问题,实现在军事侦察、民用通信等领域的应用推广,已在中电22所等单位示范应用;此外,依靠本平台衍生的智慧航空服务管理平台获第十七届中国研究生电子设计竞赛国家二等奖。
其次,智能频谱感知攻防博弈系统平台是集信号处理、深度学习、对抗算法等于一体的系统级产品,已成为支撑电磁空间安全、频谱资源利用的重要基础平台。伴随着人工智能技术在电磁领域的快速渗透,市场应用正呈现多样化发展态势。本团队依托多年软件无线电、通信与人工智能技术积累,突破频谱感知对抗算法及硬件实现核心技术瓶颈,解决易攻击、成本高、依赖进口、评测难等问题,成功研制通信信号对抗样本攻防博弈原理样机,并在中电36所等多家单位示范应用。
最后,电磁空间智能评测综合平台结合智能模型效能评估、智能攻防对抗、深度测试技术构建一套深度学习模型质量与安全评测体系,研究从任务性能指标、鲁棒性指标、攻防指标、内生机理指标等不同切入点提出众多指标之间的相关性及多样性,并基于此建立多维度评测标准,解决电磁空间智能模型评价体系缺乏、测试困难、安全性难以保证的问题。电磁空间智能评测综合平台作为最后一环,建立了一套面向电磁空间的安全评测工具集,与上述平台共同形成了电磁频谱智能感测关键技术,相关成果在中电科22所、36所、中国航天科工院所、中船以及安恒、海康等大型院所企业实现了系列化应用,并获得了中国指挥与控制学会2024年度科技进步一等奖。
当前,团队正努力瞄准人工智能前沿的大模型技术,探索大模型赋能电磁空间以实现更强大更多模态化应用范围更广的智能信号处理技术。同时基于已有研究的良好基础,研究电磁大模型评测与应用关键技术,以在未来电磁空间的智能化建设中取得更辉煌的成绩。
3.竞争优势分析(从技术和经济效益两个维度)
技术优势:以“模型创新-攻防博弈-安全评测”为主线,从算法设计和平台开发两方面进行攻关,突破复杂环境下信号识别难而高性能智能模型少、对抗环境下攻击博弈烈而智能防御水平弱、有效的智能感知模型安全评级体系缺乏等三大技术挑战,完成电磁频谱智能感测关键技术研究及应用落地。
经济社会效益:相关成果应用国家电磁频谱安全保障方面的活动中,并应用于国家计算机网络应急技术处理协调中心浙江分中心、浙江省公安厅机场公安局等部门的重要任务中;应用于中国电子科技集团公司第三十六研究所、第二十二研究所、第二十九研究所、中国航天科工集团第二研究院二十三所、中国船舶集团有限公司系统工程研究院、杭州安恒信息技术股份有限公司等多家单位的装备与系统中,支撑了一系列频谱管理和频谱监测设备的研制与开发,产生了突出的社会及军事效益。极大地提升了国家频谱监测部门和我军的电磁频谱态势认知能力,助力浙江省、广东省、山东省、陕西省、江苏省、天津市、上海市、北京市等多家电磁频谱与人工智能安全领域的企业提升电磁频谱智能感知及人工智能系统的安全性,更好服务相关政府职能部门,部队单位,助力相关业务板块业绩快速增长,产生显著经济效益。先后为十余家企业、科研院所新增产值超过17.7亿元
4.技术成熟度及市场应用前景
应用前景:
随着人类社会向信息化时代迈进以及电磁频谱成为国家战略资源,以上三个平台的研发为电磁空间信息资源的管理和利用提供了强有力的技术支撑。其在军事侦察、民用通信、空中交通管理、无人系统管控等多个领域都有着广泛的应用潜力。
首先,电磁大数据自动化采集标注平台通过精确的数据分析与态势感知,不仅提供了完备的电磁标记数据,促进AI产业在电磁领域的蓬勃发展,增强网络空间的安全防护能力,还能帮助相关领域的专家和决策者更准确、高效地理解和利用电磁频谱资源,特别是在智能交通系统和计算智能领域有着很大的应用前景。
其次,智能频谱感知攻防博弈系统平台针对电磁空间开放性和安全性问题,设计针对调制信号识别场景下的对抗攻防博弈演示平台,该平台可服务于航空航天、无人驾驶、频谱感知等应用场景,为电磁空间安全发展提供科学指导依据,支撑智能频谱感知模型鲁棒性正向优化。
最后,电磁空间智能评测综合平台针对电磁空间智能模型评价体系缺乏、测试困难、安全性难以保证的问题,在智能模型效能评估、智能攻防对抗、深度测试技术的基础上从任务性能指标、鲁棒性指标、攻防指标、内生机理指标等不同切入点提出众多指标之间的相关性及多样性,建立了智能模型多维度评测标准,为电磁空间智能模型部署应用提供规范化和安全化把关。
5.知识产权情况
团队在电磁空间智能与安全方面,申请发明专利6项,登记软著3项。
一、合作需求
场景需求:提供电磁空间安全在更多场景的应用需求,拓展电磁空间安全市场。
企业需求:寻找合作加速电磁空间+AI安全技术产业化的投资方和企业,加快市场化进度。
团队合作方式灵活,可技术开发、产品供应、投资等等。
一、团队介绍
1.团队负责人
宣琦,健行特聘教授,浙工大网络空间安全研究院/滨江研究院院长,浙江省“杰出青年”基金获得者、院士结对培养青年英才计划(杨小牛院士)、中青年学科带头。浙江大学博士、加州大学戴维斯(UCDavis)博士后、卡内基梅隆大学(CMU)访问学者。主持3项国家自然科学基金(包括1项联合重点)、浙江省重点研发“尖兵”计划、重大企业横向等项目 10 余项,并与国家安全中心、中电科、华为、安恒等建立了良好的产学研合作关系。出版5部学术著作,在CCF-A类会议、IEEE汇刊等发表学术论文 100 余篇,Google 学术引用4600 余次,H指数38,入选全球前2%顶尖科学家榜单。授权发明专利 100余项,参编国家标准1项,获中国指挥与控制学会科技进步一等奖、中国自动化学会科技进步一等奖。
2.核心团队
本团队为滨江区浙工大人工智能创新研究院电磁空间安全中心研究团队,目前拥有全职研发人员11人(博士5人)。研发团队长期致力于电磁空间安全核心关键技术突破和专项任务技术支撑等工作,基于人工智能的研究技术,大大提升了电磁信号的高速识别、精确检测及风险研判,依托浙江工业大学、哈尔滨工程大学等国内知名院校,与中国电科22所、36所、安恒、华为、海康等院所企业建立了长期的产学研合作,相关成果得到了有关方面的高度认可和评价。团队承担多项国家基金、浙江省重点项目、企业重大项目等,累计经费4000多万;形成了重大应用创新。
二、联系方式
单位:杭州市滨江区浙工大人工智能创新研究院
联系人:王倩
电话:18898791856
邮箱:wangqian18@zjut.edu.cn


