復旦大學學生造出意念-手勢無人機 用腦電波控制升降（圖）

8月23日，首屆中國研究生未來飛行器創新大賽在西北工業大學舉行。復旦學生團隊參賽作品“靈魂出竅：基於意念-手勢協同控制與虛擬現實技術的微型飛行器設計”在66件入圍作品中脱穎而出，榮獲一等獎。

日前，獲獎團隊成員傅軍、常玉虎、崔雪揚、吳加正、朱家成和他們的指導老師復旦大學力學與工程科學系系主任艾劍良教授，一起講述了這件未來感十足的作品背後的故事。

操作者穿戴腦電耳機、臂環和虛擬現實眼鏡

設計團隊學生與指導老師在一起，左起：吳加正，朱家成，艾劍良教授，傅軍，常玉虎，崔雪揚

“未來無人機絕不會是手持遙控”

得知“中國研究生未來飛行器創新大賽”的消息時，力學系飛行器設計與工程專業研二學生傅軍立即想到了當下大熱的無人機。雖然當前無人機已經在航拍領域大顯身手，但在傅軍看來，無人機的領域不止於此，還可以做文章，於是他組織了團隊。

團隊中，傅軍是飛行器設計專業碩士研究生；崔雪揚和吳加正同為流體力學專業，一碩一博；朱家成在團隊裏年紀最小，卻有着豐富的飛行器設計製作經驗；計算機系的常玉虎大三就開始對飛行器感興趣。

組隊後的第一次頭腦風暴中，他們發現目前市面上大多數無人機仍是利用傳統手持遙控器進行操作。他們相信,未來的無人機的操作絕對不是現在這個樣子。那會是什麼樣子？

常玉虎突然想到,為什麼不能用腦電波來控制飛機？這個想法得到一致認可。最終,一個通過腦電波與手勢協同控制、鏡頭跟隨頭部運動、並能虛擬還原空中視角的無人機系統的設想就此成型。

用腦電波控制無人機升降

“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，同時也可以給不方便活動的殘障人士提供一種全新的方式來認識世界。”崔雪揚在項目報告書裏描述的這套飛行裝置，包括一個MindWave Mobile腦電耳機、一個Myo臂環、一副虛擬現實（VR）眼鏡、一架六軸飛行器以及搭載的雲台和同步攝像頭。

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，通過虛擬現實（VR）眼鏡將三維影像實時投射到眼前，佩戴者即可體驗全三維再現環境。

同時，用户佩戴非侵入式腦電傳感器和可以讀取佩戴者前臂肌肉運動的腕帶，通過集中精力來控制飛行器的上升，放鬆狀態控制飛行器的下降，通過手勢“左”使飛行器向左飛行，手勢“右”使飛行器向右飛行，手勢“五指伸開”使飛行器向前飛行，手勢“握拳”使飛行器向後飛行。通過頭部俯仰和左右轉動控制攝像頭的傾斜角度。

如此，佩戴者彷彿能“靈魂出竅”——人雖站在地面眼睛卻飛上了天空，通過自己的思維活動和手勢指揮，“親眼”看到了無人機在空中的廣闊視野。

看似科幻的背後卻有着堅實的科學理論基礎。“人的大腦是由數以萬計的針尖大小的神經交錯構成的。每當神經活動時都會產生輕微的放電，產生不同的腦波模式，例如沉睡中的人大腦中會產生delta 波，而一個處於警覺和清醒狀態的人集中思考一件事時，大腦會產生大量的beta 波。我們的設計就是通過集中精力來控制飛行器上升，放鬆精神來控制飛行器下降。”傅軍介紹。

復旦教授：“腦電波還能深化”

本次大賽一等獎共7支隊伍，除了復旦團隊，其餘6支都來自工程類或航天類院校，復旦是唯一一所綜合類大學。“相比專業性院校，我們的學生更愛動嘴，想法好，就是動手少。”談及此次獲獎的意義，艾劍良教授認為獲獎對於增強學生自信、增強學校的動手氛圍都有所幫助。

“腦電波這塊還可以深化！”談起對未來的展望，艾劍良表示研究並未到此結束，在無人機的旋翼起降、固定翼平飛、拋飛穩定，甚至人工智能方向上的研究仍然大有可為。

傅軍也表示他們會繼續深入開展無人機的研究，爭取做到產學研結合。

（澎湃新聞記者 韓曉蓉）