復(fù)旦學(xué)生玩”靈魂出竅”：意念加手勢控制無人機

       借助一個腦電耳機、一個臂環(huán)、一副虛擬現(xiàn)實眼鏡、一架六軸飛行器以及搭載的云臺和同步攝像頭，復(fù)旦學(xué)生團隊設(shè)計出的一套“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”，獲得了首屆中國研究生未來飛行器創(chuàng)新大賽一等獎。

       據(jù)介紹，首屆中國研究生未來飛行器創(chuàng)新大賽初賽報名作品共計210余件，來自全國70多個單位。一等獎共7支隊伍，除了復(fù)旦團隊，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)生更愛動嘴，想法好，就是動手少。”談及此次獲獎的意義，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為獲獎對于增強學(xué)生自信、增強學(xué)校的動手氛圍都有所幫助。
 

       團隊成員崔雪揚在項目報告書里描述的這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。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（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(xiàn)環(huán)境。
 

　　同時用戶佩戴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，放松狀態(tài)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”使飛行器向后飛行。通過頭部俯仰和左右轉(zhuǎn)動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和手勢指揮，“親眼”看到了無人機在空中的廣闊視野。
 

　　而這看似科幻的背后卻有著堅實的科學(xué)理論基礎(chǔ)。“人的大腦是由數(shù)以萬計的針尖大小的神經(jīng)交錯構(gòu)成的。神經(jīng)相互作用時，腦電波模式就表現(xiàn)為思維狀態(tài)。每當神經(jīng)活動時都會產(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——就可以測量得到。不同的神經(jīng)活動會產(chǎn)生不同的腦波模式，例如沉睡中的人大腦中會產(chǎn)生大量的delta波，而當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。”團隊負責任人傅軍介紹。
 

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