用腦電波和手勢控制無人機?復(fù)旦大學(xué)學(xué)生“靈魂出竅”

在航拍領(lǐng)域大顯身手的無人機當(dāng)下“大熱”，而復(fù)旦大學(xué)學(xué)生團隊設(shè)計的“靈魂出竅：基于意念-手勢協(xié)同控制與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的微型飛行器”，實現(xiàn)以腦電波和手勢系統(tǒng)控制無人機，則讓人對未來充滿更多幻想。復(fù)旦大學(xué)16日披露，“靈魂出竅：基于意念-手勢協(xié)同控制與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的微型飛行器設(shè)計”在首屆中國研究生未來飛行器創(chuàng)新大賽中脫穎而出，拔得頭籌。

佩戴相關(guān)裝備者仿佛能“靈魂出竅”——人雖在地面，眼睛卻“飛”上了天空，通過自己思維活動：集中精力、放松狀態(tài)以及手勢指揮，就能夠“親眼”看到空中翱翔的飛機的廣闊視野。

據(jù)知，這項大賽由中國科協(xié)青少年科技中心、國際宇航聯(lián)合會、中國宇航學(xué)會、中國航空學(xué)會等主辦，歐盟QB50立方星低熱層大氣探測委員會等亦為聯(lián)合主辦方。大賽以“創(chuàng)新改變未來”為競賽宗旨，以微小衛(wèi)星為主題，圍繞未來飛行器技術(shù)與創(chuàng)新，致力于提高研究生在航空航天領(lǐng)域科研創(chuàng)新的能力、解決工程實際問題的能力等，為業(yè)界發(fā)掘培養(yǎng)復(fù)合型、高素質(zhì)拔尖創(chuàng)新人才提供優(yōu)秀平臺。

復(fù)旦大學(xué)設(shè)計團隊成員包括來自飛行器設(shè)計專業(yè)、流體力學(xué)專業(yè)、理論計算和計算機軟件專業(yè)的碩士研究生，其指導(dǎo)老師為復(fù)旦大學(xué)力學(xué)與工程科學(xué)系系主任艾劍良。16日，他們對記者講述了這件未來感十足的作品背后的故事。

團隊方面介紹，目前市面上大多數(shù)無人機仍是利用傳統(tǒng)手持遙控器進行操作，這使得無人機仍停留在“大玩具”層面，距離成為人類的科技助手仍有路程。團隊成員頭腦風(fēng)暴產(chǎn)生了以腦電波控制飛機的想法。經(jīng)過反復(fù)討論和推敲，最終一個通過腦電波與手勢協(xié)同控制、鏡頭跟隨頭部運動并能虛擬還原空中視角的無人機系統(tǒng)的設(shè)想終于成型。

全套飛行裝置包括一個MindWaveMobile腦電耳機、一個Myo臂環(huán)、一副虛擬現(xiàn)實(VR)眼鏡、一架六軸飛行器以及搭載的云臺和同步攝像頭。團隊成員崔雪揚介紹：“這套飛行裝置使我們只需戴上眼鏡，想一想或者手一揮，就能獲得全新角度去，探索哪些平常難以看到的地方。這種設(shè)計也可為行動不便的殘障人士提供了解世界的全新方式。”

“意念-手勢協(xié)同控制與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的微型飛行器”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，通過虛擬現(xiàn)實(VR)眼鏡將三維影像實時投射到眼前。好比時下流行的科幻小說《三體》中所寫的游戲裝備，佩戴了非侵入式腦電傳感器、可以讀取佩戴者前臂肌肉運動的腕帶后，用戶就可通過“集中精力”來控制飛行器的上升，“放松狀態(tài)”控制飛行器的下降，通過向左、向右揮手指揮飛行器，手勢“五指伸開”則指示飛行器向前飛，“握拳”意味著飛行器要向后飛。此外，通過頭部俯仰和左右轉(zhuǎn)動控可以調(diào)整制攝像頭的傾斜角度。

這項看似科幻而有趣的飛行背后有著堅實的科學(xué)理論基礎(chǔ)。傅軍告訴記者，“每當(dāng)神經(jīng)活動時，人腦都會產(chǎn)生輕微放電，不同的神經(jīng)活動會產(chǎn)生不同的腦波模式，比如，沉睡中的人大腦中會產(chǎn)生大量的delta波，而當(dāng)一個處于警覺和清醒狀態(tài)的人集中思考一件事時，大腦就會產(chǎn)生大量的beta波。我們的設(shè)計就是通過不同神經(jīng)活動釋放腦電波來控制飛行器。”

談起對未來的展望，艾劍良表示研究并未到此終止，在無人機的旋翼起降、固定翼平飛、拋飛穩(wěn)定，甚至人工智能方向上的研究仍大有可為。艾劍良告訴記者，“腦電波這塊還可以深化!”作為團隊負責(zé)人，傅軍也表示，他們會繼續(xù)深入開展無人機研究，爭取做到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，因為科技與行業(yè)應(yīng)用的結(jié)合才能給無人機技術(shù)帶來真正能夠“展翅翱翔”的領(lǐng)空。