《新民晚报》:复旦学子首创意念控制无人机让好莱坞科幻变现实 人体如灵魂出窍“飞上天”

24.09.2015  15:38

在好莱坞科幻大片《阿凡达》《钢铁侠》里,当普通的人类穿上一套神奇的甲胄后,人脑立刻与超级机器相通,可上天入地且无坚不摧。近日,在西安举办的首届中国研究生未来飞行器创新大赛上,好莱坞的科幻变成了现实——由复旦大学研究生组成的一支团队,设计了一款“灵魂出窍:基于意念——手势协同控制与虚拟现实技术的微型飞行器设计”,人体感观可以借助无人机飞越天空。该作品获得大赛一等奖。

目前市面上大多数无人机仍是利用传统手持遥控器进行操作,而复旦学生团队研制的“灵魂出窍”最神奇之处就在于控制它的竟是人的脑电波,于是,无人机与人体合一。

“这套飞行装置使得操作者只需要戴上眼镜想一想或者手一挥,就能像鸟儿一样采用全新的角度去探索一些平常难以看到的地方,同时也可以给不方便活动的残障人士提供一种全新的方式来认识世界。”学生团队成员之一崔雪扬在项目报告书里描述的这套飞行装置,包括一个MindWave Mobile脑电耳机、一个Myo臂环、一副虚拟现实(VR)眼镜、一架六轴飞行器以及搭载的云台和同步摄像头。

将同步摄像头安装在飞行器底部,拍摄飞行器视角下的三维立体影像,通过虚拟现实(VR)眼镜将三维影像实时投射到眼前,佩戴者即可体验全三维再现环境。同时用户佩戴非侵入式脑电传感器和可以读取佩戴者前臂肌肉运动的腕带,通过集中精力来控制飞行器的上升,放松状态控制飞行器的下降,通过手势“左”使飞行器向左飞行,手势“右”使飞行器向右飞行,手势“五指伸开”使飞行器向前飞行,手势“握拳”使飞行器向后飞行。通过头部俯仰和左右转动控制摄像头的倾斜角度。

如此,佩戴者仿佛能“灵魂出窍”——人虽站在地面眼睛却飞上了天空,通过自己的思维活动和手势指挥,“亲眼”看到了无人机在空中的广阔视野。

这看似科幻的背后却有着坚实的科学理论基础。“人的大脑是由数以万计的针尖大小的神经交错构成的。神经相互作用时,脑电波模式就表现为思维状态。每当神经活动时都会产生轻微的放电,放出的电通过脑电波技术——医学上称为脑电图——就可以测量得到。不同的神经活动会产生不同的脑波模式,例如沉睡中的人大脑中会产生大量的 delta 波,而当一个处于警觉和清醒状态的人集中思考一件事时,大脑就会产生大量的 beta 波。我们的设计就是通过集中精力来控制飞行器上升,放松精神来控制飞行器下降。”复旦团队负责人傅军介绍。