馬萌

電影中，經(jīng)常看到這樣一幕：當(dāng)火災(zāi)、水災(zāi)等重大危險(xiǎn)降臨時(shí)，人們會(huì)一邊自救，一邊在無(wú)能為力之時(shí)，向上天禱告，祈求神的降臨。但是神并非無(wú)處不在，這時(shí)救援還需要一個(gè)個(gè)肉體存在的人。在中國(guó)，很多危險(xiǎn)救援都是由中國(guó)子弟兵完成的，他們不是神，但他們確實(shí)也是從天而降，而幫他們實(shí)現(xiàn)快速救援的，就是武器——翼傘。

2008年，四川汶川發(fā)生8.0級(jí)地震，這是新中國(guó)成立以來(lái)，發(fā)生的破壞性最強(qiáng)、波及范圍最廣的一次地震。當(dāng)時(shí)，電路破壞，道路損壞，暴雨突擊，余震不斷，整個(gè)汶川陷入絕境。當(dāng)?shù)孛婢仍筷?duì)難以抵達(dá)時(shí)，空降兵成為最后的希望，極端情況下，是15名子弟兵背著翼傘完成了“驚天一跳”，為后續(xù)救援打開(kāi)了一道窗口。

據(jù)了解，現(xiàn)在的翼傘種類(lèi)越來(lái)越多，功能也越來(lái)越齊全，有一種武裝翼傘，在極端條件救援時(shí)，跳傘員可以帶著搜救犬、救援專(zhuān)家等一同從天而降。翼傘被科學(xué)家們進(jìn)行了極大化利用。

因?yàn)榫哂辛己玫幕栊耘c操控性，翼傘現(xiàn)如今在軍事、民用等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。而隨著科學(xué)家們不斷探索，翼傘未來(lái)還將在航天搭載器回收等方面起重要作用。南開(kāi)大學(xué)自動(dòng)化系副教授陶金及其研究團(tuán)隊(duì)，就是翼傘研究的主力軍，在研究一個(gè)個(gè)輕型而威力巨大的翼傘時(shí)，他們的人生也變得厚重而堅(jiān)實(shí)。

拼搏堅(jiān)持

為充實(shí)的人生積蓄力量

微博上有一個(gè)每年都重復(fù)的熱門(mén)話(huà)題：如果不考慮收入，你會(huì)做什么工作？評(píng)論區(qū)里，各種和自身職業(yè)毫不相關(guān)的選擇在這里涌現(xiàn)。幸運(yùn)的是，也有少數(shù)人將理想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，并在興趣的道路上越走越遠(yuǎn)，陶金就是其中一個(gè)。不過(guò)，他這條路走得也是一波三折。

2004年高考結(jié)束后，從小就對(duì)機(jī)器人頗感興趣的陶金，毫不猶豫地在高考志愿專(zhuān)業(yè)填報(bào)欄中寫(xiě)下了自動(dòng)化。本科期間，他在自動(dòng)化方向打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，本科畢業(yè)后，他繼續(xù)在控制科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)方向深造。碩士第二年，陶金的碩士導(dǎo)師孔峰將他推薦給北京大學(xué)謝廣明教授，在北京大學(xué)這座高等學(xué)府，陶金度過(guò)了充實(shí)的碩士生涯。碩士畢業(yè)后，他前往北京市三一重工研究本院工作，想將興趣和職業(yè)深度結(jié)合，但煩惱也接踵而至。3年工作，讓陶金擺脫稚嫩，成長(zhǎng)為一名合格的主任工程師。同時(shí)，他也不斷思考當(dāng)時(shí)專(zhuān)業(yè)選擇的初心。對(duì)于這位年輕人來(lái)說(shuō)，生活中，除了要學(xué)會(huì)堅(jiān)持，也要學(xué)會(huì)適時(shí)轉(zhuǎn)身，調(diào)整方向。思慮再三，2014年，他終于做出一個(gè)重要的決定，辭職繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。

回到南開(kāi)大學(xué)后，陶金選擇在自動(dòng)化控制方向繼續(xù)前行。他深知，控制學(xué)科不是空中樓閣，必須建立在一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上。為了讓科研生活盡快步入正軌，他開(kāi)始高強(qiáng)度地投入科研工作。2014年，剛?cè)雽W(xué)校不久，他就跟隨導(dǎo)師孫青林教授從事翼傘建模與智能控制相關(guān)研究?？蒲泄ぷ鲗?duì)重新回到校園的陶金來(lái)說(shuō)，并不輕松。但陶金扛住了壓力，一方面快速消化吸收新的知識(shí)，另一方面靈活地將知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐。那段時(shí)間，陶金幾乎放棄了所有的休息時(shí)間，將全部精力用在難題攻克上，在他夜以繼日的研究下，翼傘難控的問(wèn)題最終被成功解決。2016年，他獲得國(guó)家博士亞尼舉升獎(jiǎng)學(xué)金，后來(lái)，又獲得南開(kāi)大學(xué)周恩來(lái)獎(jiǎng)學(xué)金，這是南開(kāi)大學(xué)學(xué)生能獲得的最高榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)。他的博士論文被評(píng)為南開(kāi)大學(xué)優(yōu)秀博士論文、天津市優(yōu)秀博士論文，他本人也被評(píng)為南開(kāi)大學(xué)優(yōu)秀畢業(yè)生。

博士畢業(yè)后，陶金選擇前往芬蘭阿爾托大學(xué)從事博士后研究，他說(shuō)：“做事情必須認(rèn)準(zhǔn)一個(gè)方向，然后深入做下去，才能把事情做好?！痹诜姨m阿爾托大學(xué)，陶金結(jié)合自身背景，繼續(xù)深研控制科學(xué)，并成功研究了一種新型聲學(xué)微操縱方法。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在生物相容性和多功能性方面仍具有較大局限性，陶金提出了一種新型的基于聲激勵(lì)的三維微操縱方法，引入系統(tǒng)分析和先進(jìn)控制理念，通過(guò)節(jié)點(diǎn)或節(jié)線間區(qū)域變化的動(dòng)態(tài)能量梯度控制，實(shí)現(xiàn)在三維空間中同時(shí)且獨(dú)立地操縱多個(gè)微物體或微物體群，而不局限于在聲勢(shì)陷處操縱微型對(duì)象。目前，研究已取得創(chuàng)新性成果。

2018年，陶金獲評(píng)芬蘭科學(xué)院博士后研究員，獲得芬蘭科學(xué)院博士后研究員基金資助，繼續(xù)在阿爾托大學(xué)從事科學(xué)研究。不僅如此，陶金還獲得北京大學(xué)博雅博士后資助，跟隨謝廣明教授開(kāi)展控制方向研究。

在國(guó)外工作的4年，陶金像一塊海綿一樣，瘋狂汲取知識(shí)，壯大自身，也是在整個(gè)博士和博士后期間的磨煉，他鍛煉了科研思維，培養(yǎng)了科研自信，提高了科研素養(yǎng)。這為他以后的科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，積蓄了深厚的力量。

博士后工作結(jié)束后，陶金在眾多高校伸出的橄欖枝中，毫不猶豫地選擇了南開(kāi)大學(xué)。“首先，我對(duì)南開(kāi)大學(xué)有很深的感情;其次，自由的科研氛圍，濃厚的學(xué)術(shù)底蘊(yùn)，對(duì)我而言，也是非常具有吸引力的?！痹诮Y(jié)束芬蘭之行后，陶金開(kāi)始在南開(kāi)大學(xué)開(kāi)啟一段新的旅程。

樂(lè)觀向上

向翼傘回收難關(guān)發(fā)起挑戰(zhàn)

從博士時(shí)期開(kāi)始，陶金就聚焦在翼傘領(lǐng)域做研究。多年來(lái)，在國(guó)家自然科學(xué)基金與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持下，他以實(shí)現(xiàn)翼傘系統(tǒng)在風(fēng)雨復(fù)雜環(huán)境下的建模和精確歸航為目的，通過(guò)理論分析、數(shù)值仿真和空投實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)翼傘系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、歸航軌跡規(guī)劃和軌跡跟蹤控制、空投試驗(yàn)等問(wèn)題進(jìn)行深入的研究，不斷取得業(yè)內(nèi)的認(rèn)可。也因此，他成功申請(qǐng)了多項(xiàng)科研項(xiàng)目。

近3年，作為獨(dú)立PI，陶金主持了國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目1項(xiàng)，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題1項(xiàng)，芬蘭科學(xué)院博士后基金1項(xiàng)，中國(guó)博士后面上項(xiàng)目1項(xiàng)，參與國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目3項(xiàng)，芬蘭科學(xué)院一般項(xiàng)目2項(xiàng)。豐富的科研項(xiàng)目也帶來(lái)成熟的科研成果，研究至今，陶金在國(guó)內(nèi)外知名期刊、會(huì)議發(fā)表SCI/EI學(xué)術(shù)論文60余篇。

隨著科研成果的不斷涌現(xiàn)，陶金的科研思路也在不斷深入，從翼傘的控制到翼傘的航跡規(guī)劃，陶金最終將目標(biāo)放在了翼傘回收。他解釋說(shuō)：“傳統(tǒng)的無(wú)人飛行器，都是用圓形的降落傘，但圓傘最大的問(wèn)題是不能控制飛行方向，而翼傘可以控制方向，實(shí)現(xiàn)無(wú)人飛行器的精準(zhǔn)、無(wú)損回收，實(shí)現(xiàn)其循環(huán)使用，最大限度地降低發(fā)射成本，同時(shí)保證落區(qū)安全，因此，現(xiàn)在世界各國(guó)的科學(xué)家都在研究翼傘的精準(zhǔn)回收?！?/p>

但翼傘回收研究并不被人看好。20世紀(jì)90年代，美國(guó)在翼傘上花費(fèi)了大量的人力、物力，但因?yàn)閷?shí)驗(yàn)費(fèi)用太高，他們后來(lái)便把這項(xiàng)軍事項(xiàng)目停掉了，此后多年，相關(guān)的研究熱度漸漸降低，翼傘的控制研究也逐漸陷入停滯。

與此同時(shí)，中國(guó)對(duì)翼傘的研究進(jìn)度并沒(méi)有擱置，而是在快馬加鞭中進(jìn)行。在興趣和求知欲的帶動(dòng)下，陶金和團(tuán)隊(duì)多年如一日，在科研條件水平遠(yuǎn)不如國(guó)外的情況下，不斷追趕，雖然目前翼傘回收技術(shù)也還不成熟，但他們已經(jīng)在原來(lái)的水平上提高了一個(gè)檔次。陶金解釋說(shuō)：“我們課題組目前的研究方向是翼傘的自動(dòng)控制，即翼傘的自動(dòng)回收，包括自動(dòng)航線規(guī)劃、定點(diǎn)著陸、精準(zhǔn)降落，這是一個(gè)全自動(dòng)的過(guò)程。”

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，陶金和團(tuán)隊(duì)提出了空地協(xié)同回收的概念。他解釋說(shuō)：“空中，翼傘帶物降落;地面，四小車(chē)織成的多點(diǎn)牽引回收網(wǎng)，接收翼傘。這樣一來(lái)，即使翼傘找不準(zhǔn)降落點(diǎn)，地面的小車(chē)也能夠精準(zhǔn)移到降落點(diǎn)，解決翼傘著陸沖擊大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)翼傘無(wú)損回收。”

陶金說(shuō)：“雖然理論上已經(jīng)不算新鮮了，但是用實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)真的很難，畢竟，理論到實(shí)現(xiàn)確實(shí)存在巨大的鴻溝”。但是，他話(huà)鋒一轉(zhuǎn)，笑著說(shuō)：“我平時(shí)是一個(gè)比較樂(lè)觀的人，能想好絕對(duì)不會(huì)想壞，我從來(lái)不做最壞的打算，只做最好的打算?！币韨銦o(wú)損回收實(shí)驗(yàn)難，成本高，但只要實(shí)驗(yàn)中有一道縫隙，陶金也會(huì)想辦法把光透進(jìn)去。現(xiàn)在，樂(lè)觀就是那道充滿(mǎn)希望的光。

翼傘的研究是一項(xiàng)極富挑戰(zhàn)性的工作，作為一名科研人員，陶金將接受挑戰(zhàn)，促進(jìn)相關(guān)科技向前發(fā)展。另一面，作為祖國(guó)的一分子，發(fā)揮自己的力量，不畏艱險(xiǎn)、頑強(qiáng)拼搏，為國(guó)家安全、國(guó)防裝備發(fā)展做貢獻(xiàn)，也是應(yīng)盡之責(zé)。陶金相信，雖然翼傘控制之路很長(zhǎng)，各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的力度也不小，但大浪淘沙，在團(tuán)隊(duì)的努力下，勝利必現(xiàn)。