復(fù)旦學(xué)生玩”靈魂出竅”：意念加手勢(shì)控制無人機(jī)

       借助一個(gè)腦電耳機(jī)、一個(gè)臂環(huán)、一副虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡、一架六軸飛行器以及搭載的云臺(tái)和同步攝像頭，復(fù)旦學(xué)生團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出的一套“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”，獲得了首屆中國(guó)研究生未來飛行器創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。

       據(jù)介紹，首屆中國(guó)研究生未來飛行器創(chuàng)新大賽初賽報(bào)名作品共計(jì)210余件，來自全國(guó)70多個(gè)單位。一等獎(jiǎng)共7支隊(duì)伍，除了復(fù)旦團(tuán)隊(duì)，其余6支都來自工程類或航天類院校，復(fù)旦是唯一一所綜合類大學(xué)。“相比專業(yè)性院校，我們的學(xué)生更愛動(dòng)嘴，想法好，就是動(dòng)手少。”談及此次獲獎(jiǎng)的意義，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。
 

       團(tuán)隊(duì)成員崔雪揚(yáng)在項(xiàng)目報(bào)告書里描述的這套飛行裝置包括一個(gè)MindWaveMobile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。操作起來，可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(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，通過自己的思維活動(dòng)和手勢(shì)指揮，“親眼”看到了無人機(jī)在空中的廣闊視野。
 

　　而這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)以萬計(jì)的針尖大小的神經(jīng)交錯(cuò)構(gòu)成的。神經(jīng)相互作用時(shí)，腦電波模式就表現(xiàn)為思維狀態(tài)。每當(dāng)神經(jīng)活動(dòng)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生輕微的放電，放出的電通過腦電波技術(shù)——醫(yī)學(xué)上稱為腦電圖——就可以測(cè)量得到。不同的神經(jīng)活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不同的腦波模式，例如沉睡中的人大腦中會(huì)產(chǎn)生大量的delta波，而當(dāng)一個(gè)處于警覺和清醒狀態(tài)的人集中思考一件事時(shí)，大腦就會(huì)產(chǎn)生大量的beta波。我們的設(shè)計(jì)就是通過集中精力來控制飛行器上升，放松精神來控制飛行器下降。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)任人傅軍介紹。
 

　　“腦電波這塊還可以深化！”談起對(duì)未來的展望，艾老師表示研究并未到此結(jié)束，在無人機(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。傅軍也表示他們會(huì)繼續(xù)深入開展無人機(jī)的研究，爭(zhēng)取做到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。