宋韜 吳則良

2020年2月25日，穆罕穆德·本·扎耶德國際機器人挑戰(zhàn)賽（MBZIRC2020）在阿聯(lián)酋舉行。上一屆冠軍北京理工大學(xué)飛鷹隊，又擊敗卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院、東京大學(xué)等23支國際頂級院校和研究機構(gòu)參賽隊奪冠，這是飛鷹隊2017年奪冠后的二度衛(wèi)冕。

飛鷹隊由北理工宇航學(xué)院無人飛行器自主控制研究所本、碩、博學(xué)生組成，緊盯無人系統(tǒng)和人工智能前沿問題和瓶頸技術(shù)，多次參加無人系統(tǒng)領(lǐng)域高水平科研競賽，不僅帶動了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，促進了國際合作和社會服務(wù)，還打造以“飛鷹”品牌為核心、“本碩博一體化”并貫穿航空航天特色的培養(yǎng)模式，讓領(lǐng)軍人才脫穎而出。

與科學(xué)巨人牽手，錘煉巨人思維

牛頓說過一句名言：“我之所以比別人看得遠一些，是因為我站在巨人的肩膀上。”新興技術(shù)的研發(fā)永遠不是特立獨行的，都在與各國各領(lǐng)域的頂尖學(xué)者不斷地交流研討中，不斷拓寬思維模式。在國際聯(lián)合研發(fā)方面，飛鷹隊為同學(xué)提供了諸多機遇，讓有志之才在國際平臺與科學(xué)巨頭面對面交流。

飛鷹隊擁有北京市重點支持的國際合作基地，與英國、德國、阿聯(lián)酋等多國建立聯(lián)合實驗室，共享學(xué)習(xí)資源，定期舉辦學(xué)術(shù)交流活動。2019年，飛鷹隊在北京舉辦第三屆中德無人機飛行力學(xué)與自主控制論壇，邀請了瑞士、德國、英國等國家的十余位歐洲頂尖學(xué)者，與隊員面對面交流，不再局限于眼前的發(fā)明創(chuàng)造，而是放眼最前沿的科技動態(tài)和先進技術(shù)思想。

飛鷹隊碩士生丁宇，本科時專業(yè)為自動化，由于缺乏無人系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)知識，進入團隊初期十分迷茫。2019年，在團隊師兄鼓勵下，丁宇參與MBZIRC2020國際挑戰(zhàn)賽的備賽，經(jīng)過十個月的培訓(xùn)以及賽場檢驗，他鍛煉出一種凝練科學(xué)問題、促進成果轉(zhuǎn)化的思維。MBZIRC2020完賽回國后，丁宇帶領(lǐng)同組隊員將比賽中的核心技術(shù)和實驗室資源整合落地，創(chuàng)新研發(fā)了“基于視覺的抗干擾無人機集群系統(tǒng)”。這個項目不僅在校、市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽中取得不凡成績，還通過聯(lián)合國際學(xué)生進入了第六屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)業(yè)大賽國家總決賽，他個人也獲得研究生國家獎學(xué)金。

飛鷹隊還把交流和學(xué)習(xí)機會融入日?？蒲小＝?，團隊曾邀請中國工程院院士和中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心、美國加州大學(xué)默賽德分校、新加坡國立大學(xué)等中外學(xué)者和行業(yè)巨頭，到團隊研發(fā)中心開展講座和授課。團隊成員除可以接觸最前沿的科技工程知識外，還可以就個人研究方向以及未來規(guī)劃上的問題向前輩請教，更好地把握個人規(guī)劃。

飛鷹隊也積極創(chuàng)造“走出去交流”的機會。近五年，隊成員奔赴新加坡、英國、希臘、瑞士等國家，到頂尖高校進行學(xué)術(shù)訪問、演講，分享學(xué)術(shù)成果，和國外大學(xué)生一同合作實踐，展示風(fēng)采之余也深入體會不同文化背景下的科研模式差異。

與高手過招，自己先練成拼搶高手

飛鷹隊成立初期，主要采用承辦和協(xié)辦高水平國際競賽的方式，將國際頂級院校和研究機構(gòu)參賽隊“引進來”。他們深知，與高手比拼，首先要讓自己變成拼搶高手。

2016年，以飛鷹隊為骨干，北京理工大學(xué)無人飛行器自主控制研究所和新加坡國立大學(xué)聯(lián)合承辦國際微小型無人機飛行賽會（IMAV2016）。這個賽事第一次在亞洲舉辦，也是我國承擔(dān)的國外參賽隊伍，人數(shù)最多、級別最高的無人系統(tǒng)國際科研賽事。賽事籌備過程中，成員們也意識到自身的無人系統(tǒng)水平并不差于國外團隊。這也堅定了大家“走出去”參加國際高水平賽事歷練的信念。

2017年，飛鷹隊首戰(zhàn)阿布扎比MBZIRC（穆罕穆德·本·扎伊德國際機器人挑戰(zhàn)賽），一舉奪魁;同年在法國IMAV（國際微小型無人機錦標(biāo)賽）挑戰(zhàn)賽中獲得室內(nèi)飛行第三名;2020年再戰(zhàn)阿聯(lián)酋，衛(wèi)冕冠軍。

與2017年相比，2020年的MBZIRC挑戰(zhàn)賽，對空間目標(biāo)的精準(zhǔn)識別與定位、導(dǎo)航制導(dǎo)與控制以及多任務(wù)、多目標(biāo)的快速分配和協(xié)同控制技術(shù)等方面提出了更嚴(yán)苛考驗。飛鷹隊自2019年開始備賽，犧牲節(jié)假日休息時間，分秒必爭，制定技術(shù)方案，攻克了無人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、視覺識別與感知、導(dǎo)航制導(dǎo)與控制、協(xié)同分配與路徑規(guī)劃等系統(tǒng)模塊的技術(shù)難題，實現(xiàn)了對空間目標(biāo)的精準(zhǔn)識別與定位、強干擾下的無人機航跡跟蹤控制與姿態(tài)控制技術(shù)、高動態(tài)多目標(biāo)場景下的協(xié)同任務(wù)分配等技術(shù)突破。在MBZIRC2020賽場上，在包括“現(xiàn)代計算機科學(xué)文明發(fā)源地”賓夕法尼亞大學(xué)、以計算機科學(xué)和機器人學(xué)享譽全球的卡耐基梅隆大學(xué)等強敵的重壓下，以絕對優(yōu)勢衛(wèi)冕冠軍，展現(xiàn)了當(dāng)代中國大學(xué)生勇?lián)負(fù)?dān)、永爭第一的風(fēng)范。

澆灌知行合一理念

當(dāng)前大學(xué)生的實踐類課程存在開設(shè)形式缺乏靈活性，內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展不相匹配。技術(shù)的發(fā)展雖日新月異，可大學(xué)生不了解行業(yè)的技術(shù)需求、產(chǎn)業(yè)格局、技術(shù)轉(zhuǎn)化鏈條，缺少對外與同行交流的機會，單純靠教學(xué)、課題和參加會議講座等并不能滿足本科生的知識結(jié)構(gòu)延展力和職業(yè)發(fā)展的需要。久而久之，他們對“專業(yè)認(rèn)同感和專業(yè)存在感”缺少浸入體驗，也缺少同行激勵和同齡優(yōu)質(zhì)群體影響。

針對以上問題，飛鷹隊通過“競賽任務(wù)+科學(xué)問題+團隊研究+實際應(yīng)用”的模式，帶動不同學(xué)科、不同團隊、不同個體間思想的碰撞，開拓新方向、產(chǎn)生新成果。2019年飛鷹隊共發(fā)表SCI收錄論文20余篇，其中頂級期刊八篇。

在科技創(chuàng)新方面，飛鷹隊吳則良博士等同學(xué)，基于城市環(huán)境無人機防控關(guān)鍵技術(shù)問題與現(xiàn)有無人機反制手段短板，自2016年開展城市無人機防控研究，創(chuàng)立“獵鷹——開創(chuàng)城市環(huán)境下的無人機防控新時代”項目。四年來，前往多地調(diào)研，并在北京某無人機公司實習(xí)一年以上，參與多項國家、省部級科研項目。飛鷹隊成員多次駐扎試驗場，最長時間長達10個月，每天在零下10℃室外飛行試驗10小時，完成了全部核心技術(shù)驗證與集成，創(chuàng)新研發(fā)一種以蜂群對抗蜂群的無人機反制系統(tǒng)，能夠?qū)κ忻嫔?5%的微小型無人機實施精準(zhǔn)捕獲?，F(xiàn)所有核心技術(shù)均以完成落地，項目系統(tǒng)初代樣機已應(yīng)用于月牙湖機場等多地，累計避免1700萬元的社會損失。這個項目在第六屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽北京賽區(qū)中，取得北京市一等獎的優(yōu)秀成績，并被評為北京地區(qū)大學(xué)生優(yōu)秀創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，被推薦到全國比賽。

在成果轉(zhuǎn)化方面，飛鷹隊多項核心關(guān)鍵技術(shù)已實現(xiàn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，服務(wù)于國家國防重大急需。如由2017年MBZIRC賽事牽引的異構(gòu)協(xié)同自主降落技術(shù)，已經(jīng)在軍民兩用無人機自主化起降平臺得到應(yīng)用;MBZIRC2020賽事設(shè)立的“多機協(xié)同自主空中奪球”項目，通過賽事牽引，可大幅提高無人系統(tǒng)自主能力，應(yīng)用于空中預(yù)警、合作和非合作目標(biāo)的高動態(tài)對接、低小慢無人機目標(biāo)的管控、多約束條件下的無人機自主回收、多點覆蓋偵查、智能交通、無人智群一體化組網(wǎng)等軍事和民用領(lǐng)域。

在服務(wù)社會方面，飛鷹隊緊緊圍繞國家全面脫貧的戰(zhàn)略目標(biāo)，研發(fā)基于無人機集群的農(nóng)田精準(zhǔn)管理系統(tǒng)，為幫扶地區(qū)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展提供技術(shù)支撐。團隊還心系青少年科普事業(yè)，多次前往中國人民大學(xué)附中、北京七中、北理工附中、哈爾濱三中等多所中小學(xué)開設(shè)講座和科技創(chuàng)新課程，培養(yǎng)青少年創(chuàng)新精神和實踐能力。

在國際合作方面，飛鷹隊積極響應(yīng)“一帶一路”科技創(chuàng)新計劃賦予高等院?！白叱鋈ァ遍_展文化教育交流的新使命，聯(lián)合阿聯(lián)酋哈里發(fā)大學(xué)共建智能無人系統(tǒng)聯(lián)合實驗室。通過高層次人才交流促進中阿雙邊文化互信，將兩國教育文化交流與技術(shù)本地化相結(jié)合，“以點帶面”，為“一帶一路”提供支撐。

責(zé)任編輯：王新偉