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电子科技大学参赛团队正在展示用脑电波操控四旋翼无人机。王之康摄

如果您看过电影《阿凡达》，那么您一定不会忘记这样一个场景：在潘多拉星，下身瘫痪的前海军战士杰克·萨利躺在密封舱里，通过头上戴着的复杂设备，利用意念控制人造的混血阿凡达。

以前，这样的桥段大多只能在电影中虚构出现，但在近日于南京航空航天大学举办的“罗麦杯”第三届中国研究生未来飞行器创新大赛上，“意念控制”却切切实实地走入了现实。

不仅如此，从全国78所高校和科研院所的442支队伍、1786名研究生中脱颖而出的100支团队“杀入”决赛，以其各自的奇思妙想和颇具创新的作品，上演了一场创意大比拼。

一场创意比拼

前文讲到的“意念控制”来自电子科技大学的“前行者”团队。

《中国科学报》记者在现场看到，该团队的一名成员头戴一顶多孔帽，帽子上还有几根与电脑连接的电线，当他用眼睛盯着电脑屏幕上的某个方向时，旁边飞起来的四旋翼无人机就飞往该方向，而无须再用双手操作。

“他头上戴的是电机帽，盯着的电脑界面是视觉诱发，可以通过眼睛让他产生脑电波，释放前后左右的信号。”团队成员史亚超解释说，放大的信号导入电脑后进行一系列算法的处理分析，最终通过无线方式实现对无人机的控制。

史亚超说，这种连接大脑与机器的接口技术被称为BCI技术，就是在大脑和计算机之间建立一条直接通道，该技术有望帮助残障人士轻松拿取物品。“对于行动不便、重度瘫痪的人，将来有望让他们用脑电波控制机器，代替手和脚进行‘隔空取物’，实现生活自理。”

除了电子科技大学的这支“前行者”团队外，进入决赛的还有另外一支“前行者”团队，它来自南京航空航天大学，作品也颇具创意。

坐飞机时，难免会遇到气流颠簸，而强烈的气流颠簸所带来的瞬间失重感一定给很多人造成了心理阴影。那么，飞机到底能不能避免或者减轻在遭遇强气流时的抖动呢？南京航空航天大学的“前行者”团队针对这一问题展开研究，并实现了技术创新，最终制作出“空中眼镜蛇”高机动无人机。

“之所以取名眼镜蛇，是因为它能够做出像眼镜蛇一样向上挺立的动作。”团队成员孙之骏说，最大的创新点是飞行器前端的嵌入式测量系统，“它能够测量风速、飞机颠簸的程度以及颠簸时的姿态，还可以通过提前预测即将遭遇的乱流，为飞机预留出调整的时间，减轻强气流带来的影响。”

而南京航空航天大学“海空巡弋者”团队的参赛作品则与一般的飞行器迥然相异，主要表现在其外形上。

该作品名为海空监视与反潜太阳能旋翼飞行器，外表看上去是一个四四方方的平板，由144块太阳能管拼接而成。据团队负责人武明建介绍，这是为了方便吸收太阳能，延长续航时间。飞行器兼有蓄电池，采用双供电模式，所以即使太阳光不强，也同样能执行任务。

“我们这款飞行器主要的功能是在海面上进行侦查和探测，这项工作对于隐蔽性要求很高，在海面上低空飞行不容易被发现，在贴近海面飞行时，雷达也无法探测到。”武明建说，该飞行器具有可重复使用、隐蔽性强、机动灵活性好等特点，能在水上垂直起降，将来一旦投入实际应用，在军事、救灾、民用等领域都有很大的前景。

一种能力培养

虽然各团队在决赛现场上各显神通、游刃有余，但他们的准备过程却并非一帆风顺。

“我们的脑电波控制四旋翼无人机是跟生命科学学院的同学一起做的，是跨学科合作，虽然大家此前在各自领域都做了很长时间的研究，但真正合作时的磨合期还是挺长的。”史亚超是电子科技大学航空航天学院的学生，他和同伴在今年5月开始这一跨学科合作。他告诉记者，“将大脑与计算机相连，实现脑电波控制，需要一个无线接收模块，但之前一直连不上，一直到比赛前几天，我们才攻克了脑电波信号输出与无人机控制之间的稳定连接问题。”

虽然史亚超说得轻描淡写，但几个月来，一直在旁指导的团队老师刘磊却把这一过程看得清清楚楚。

“这三个月的时间，学生们主要就是在调试脑机接口，大部分时间都在‘连轴转’，非常辛苦。脑电波输出信号时受到的干扰会比较大，而电脑采集信号时对脑电波的要求又比较高，经常是飞不了一会儿，脑电波信号就紊乱了。”说到困难，刘磊记忆深刻，其间还有过十几次炸机，其中，两架无人机因此直接报废了，但学生们没有气馁，最终还是攻克了技术难关，实现了稳定飞行。

他表示，准备比赛和最终参加比赛，对学生能力的锻炼是显而易见的，不仅专业知识有了更多的积累，动手能力也有了很大提升。“另外，跨学科合作也促使他们接触更多新领域、新知识，这对于培养他们的创新意识和创新能力都是大有裨益的。而且，相较于比赛本身，这一能力的培养与提升更加重要。”

一份执着信念

在决赛现场，“八一勋章”获得者、“英雄试飞员”、 特级试飞员李中华的到来，把比赛气氛推向了高潮。

自1983年从南京航空航天大学毕业后，已是三十四年，看到本届大赛上的“脑电波控制无人机”“飞毯状的海陆一体飞行器”等创意设计，李中华赞叹不已，并借着现场师生的热烈气氛，分享了自己的飞行经历。

“‘歼十’试飞时，进行‘低空大表速’试验，我从万米高空俯冲到千米高度，然后迅速调整姿态加速飞行，在即将超越音障那一刻，飞机发生了剧烈抖动。”李中华说着，几千人的会场鸦雀无声，“此刻，我不断给飞机加速，想要达到飞机预设的最大极限速度——1450千米/每小时，最终我成功保持了20秒，听到无线电里的祝贺声，我知道成功了！”听到这里，会场爆发出长时间的掌声。

“这次飞行之前，同事说太危险了，操作稍有不慎，飞机可能解体，还是别飞了。但我觉得，国家和部队培养了我，我一定要飞！”李中华斩钉截铁地说。

听完讲述，南京航空航天大学大三学生何彩俪被深深吸引，变成了李中华的“迷妹”，不仅千方百计地与他合影，还详细地翻看了他的履历。

在23年的试飞工作中，李中华先后经历5次空中特大险情和15次空中重大险情。“我能坚守在试飞一线这么多年，凭的就是一份不怕牺牲的信念。做任何事离开了信念都不会持久的。”李中华说，同时还要有责任心和团队意识，“请保护好曾经的激情和梦想，在这个选择的时代，成功依然需要执着。”

而就像南京航空航天大学副校长施大宁在致辞中所说的那样：“同学们今天是作为空天事业后备军来参加大赛，未来必将成为航空航天创新的栋梁和领军人才。虽然大赛落幕，但相信同学们的飞天逐梦之路不会停下，对空天探索的热情不会熄灭。”

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