能航拍的無(wú)人機(jī)，未來(lái)居然是它控制？

8月23日，首屆中國(guó)研究生未來(lái)飛行器創(chuàng)新大賽在西北工業(yè)大學(xué)舉行。復(fù)旦學(xué)生團(tuán)隊(duì)參賽作品“靈魂出竅：基于意念-手勢(shì)協(xié)同控制與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的微型飛行器設(shè)計(jì)”在66件入圍作品中脫穎而出，榮獲一等獎(jiǎng)。
　　日前，獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)成員傅軍、常玉虎、崔雪揚(yáng)、吳加正、朱家成和他們的指導(dǎo)老師復(fù)旦大學(xué)力學(xué)與工程科學(xué)系系主任艾劍良教授，一起講述了這件未來(lái)感十足的作品背后的故事。
　　“未來(lái)無(wú)人機(jī)絕不會(huì)是手持遙控”
　　得知“中國(guó)研究生未來(lái)飛行器創(chuàng)新大賽”的消息時(shí)，力學(xué)系飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)研二學(xué)生傅軍立即想到了當(dāng)下大熱的無(wú)人機(jī)。雖然當(dāng)前無(wú)人機(jī)已經(jīng)在航拍領(lǐng)域大顯身手，但在傅軍看來(lái)，無(wú)人機(jī)的領(lǐng)域不止于此，，還可以做文章，于是他組織了團(tuán)隊(duì)。
　　團(tuán)隊(duì)中，傅軍是飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)碩士研究生;崔雪揚(yáng)和吳加正同為流體力學(xué)專業(yè)，一碩一博;朱家成在團(tuán)隊(duì)里年紀(jì)最小，卻有著豐富的飛行器設(shè)計(jì)制作經(jīng)驗(yàn);計(jì)算機(jī)系的常玉虎大三就開始對(duì)飛行器感興趣。
　　組隊(duì)后的第一次頭腦風(fēng)暴中，他們發(fā)現(xiàn)目前市面上大多數(shù)無(wú)人機(jī)仍是利用傳統(tǒng)手持遙控器進(jìn)行操作。他們相信,未來(lái)的無(wú)人機(jī)的操作絕對(duì)不是現(xiàn)在這個(gè)樣子。那會(huì)是什么樣子?
　　常玉虎突然想到,為什么不能用腦電波來(lái)控制飛機(jī)?這個(gè)想法得到一致認(rèn)可。最終,一個(gè)通過(guò)腦電波與手勢(shì)協(xié)同控制、鏡頭跟隨頭部運(yùn)動(dòng)、并能虛擬還原空中視角的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)想就此成型。
用腦電波控制無(wú)人機(jī)升降
　　“這套飛行裝置使得我們只需要帶上眼鏡想一想或者手一揮，就能像鳥兒一樣，用全新的角度去探索一些平常難以看到的地方，同時(shí)也可以給不方便活動(dòng)的殘障人士提供一種全新的方式來(lái)認(rèn)識(shí)世界。”崔雪揚(yáng)在項(xiàng)目報(bào)告書里描述的這套飛行裝置，包括一個(gè)MindWave Mobile腦電耳機(jī)、一個(gè)Myo臂環(huán)、一副虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)眼鏡、一架六軸飛行器以及搭載的云臺(tái)和同步攝像頭。
　　將同步攝像頭安裝在飛行器底部，拍攝飛行器視角下的三維立體影像，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)眼鏡將三維影像實(shí)時(shí)投射到眼前，佩戴者即可體驗(yàn)全三維再現(xiàn)環(huán)境。
　　同時(shí)，用戶佩戴非侵入式腦電傳感器和可以讀取佩戴者前臂肌肉運(yùn)動(dòng)的腕帶，通過(guò)集中精力來(lái)控制飛行器的上升，放松狀態(tài)控制飛行器的下降，通過(guò)手勢(shì)“左”使飛行器向左飛行，手勢(shì)“右”使飛行器向右飛行，手勢(shì)“五指伸開”使飛行器向前飛行，手勢(shì)“握拳”使飛行器向后飛行。通過(guò)頭部俯仰和左右轉(zhuǎn)動(dòng)控制攝像頭的傾斜角度。
　　如此，佩戴者仿佛能“靈魂出竅”——人雖站在地面眼睛卻飛上了天空，通過(guò)自己的思維活動(dòng)和手勢(shì)指揮，“親眼”看到了無(wú)人機(jī)在空中的廣闊視野。
　　看似科幻的背后卻有著堅(jiān)實(shí)的科學(xué)理論基礎(chǔ)。“人的大腦是由數(shù)以萬(wàn)計(jì)的針尖大小的神經(jīng)交錯(cuò)構(gòu)成的。每當(dāng)神經(jīng)活動(dòng)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生輕微的放電，產(chǎn)生不同的腦波模式，例如沉睡中的人大腦中會(huì)產(chǎn)生 delta 波，而一個(gè)處于警覺和清醒狀態(tài)的人集中思考一件事時(shí)，大腦會(huì)產(chǎn)生大量的 beta 波。我們的設(shè)計(jì)就是通過(guò)集中精力來(lái)控制飛行器上升，放松精神來(lái)控制飛行器下降?！备弟娊榻B。
　　復(fù)旦教授：“腦電波還能深化”
　　本次大賽一等獎(jiǎng)共7支隊(duì)伍，除了復(fù)旦團(tuán)隊(duì)，其余6支都來(lái)自工程類或航天類院校，復(fù)旦是唯一一所綜合類大學(xué)?！跋啾葘I(yè)性院校，我們的學(xué)生更愛動(dòng)嘴，想法好，就是動(dòng)手少?！闭劶按舜潍@獎(jiǎng)的意義，艾劍良教授認(rèn)為獲獎(jiǎng)對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生自信、增強(qiáng)學(xué)校的動(dòng)手氛圍都有所幫助。
　　“腦電波這塊還可以深化!”談起對(duì)未來(lái)的展望，艾劍良表示研究并未到此結(jié)束，在無(wú)人機(jī)的旋翼起降、固定翼平飛、拋飛穩(wěn)定，甚至人工智能方向上的研究仍然大有可為。我國(guó)無(wú)人機(jī)領(lǐng)頭企業(yè)大疆、零度、曼塔智能、億航等不知道對(duì)這一研究有著怎樣的看法！
傅軍也表示他們會(huì)繼續(xù)深入開展無(wú)人機(jī)的研究，爭(zhēng)取做到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。