“飛鷹”如何培養(yǎng)領(lǐng)軍人才

宋韜 吳則良

2020年2月25日，穆罕穆德·本·扎耶德國(guó)際機(jī)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(duì)，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(guó)際頂級(jí)院校和研究機(jī)構(gòu)參賽隊(duì)奪冠，這是飛鷹隊(duì)2017年奪冠后的二度衛(wèi)冕。

飛鷹隊(duì)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(jìng)賽，不僅帶動(dòng)了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，促進(jìn)了國(guó)際合作和社會(huì)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(yuǎn)一些，是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀！毙屡d技術(shù)的研發(fā)永遠(yuǎn)不是特立獨(dú)行的，都在與各國(guó)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(guó)際聯(lián)合研發(fā)方面，飛鷹隊(duì)為同學(xué)提供了諸多機(jī)遇，讓有志之才在國(guó)際平臺(tái)與科學(xué)巨頭面對(duì)面交流。

飛鷹隊(duì)擁有北京市重點(diǎn)支持的國(guó)際合作基地，與英國(guó)、德國(guó)、阿聯(lián)酋等多國(guó)建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，共享學(xué)習(xí)資源，定期舉辦學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。2019年，飛鷹隊(duì)在北京舉辦第三屆中德無人機(jī)飛行力學(xué)與自主控制論壇，邀請(qǐng)了瑞士、德國(guó)、英國(guó)等國(guó)家的十余位歐洲頂尖學(xué)者，與隊(duì)員面對(duì)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(dòng)態(tài)和先進(jìn)技術(shù)思想。

飛鷹隊(duì)碩士生丁宇，本科時(shí)專業(yè)為自動(dòng)化，由于缺乏無人系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)知識(shí)，進(jìn)入團(tuán)隊(duì)初期十分迷茫。2019年，在團(tuán)隊(duì)師兄鼓勵(lì)下，丁宇參與MBZIRC2020國(guó)際挑戰(zhàn)賽的備賽，經(jīng)過十個(gè)月的培訓(xùn)以及賽場(chǎng)檢驗(yàn)，他鍛煉出一種凝練科學(xué)問題、促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化的思維。MBZIRC2020完賽回國(guó)后，丁宇帶領(lǐng)同組隊(duì)員將比賽中的核心技術(shù)和實(shí)驗(yàn)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(jī)集群系統(tǒng)”。這個(gè)項(xiàng)目不僅在校、市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽中取得不凡成績(jī)，還通過聯(lián)合國(guó)際學(xué)生進(jìn)入了第六屆中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)業(yè)大賽國(guó)家總決賽，他個(gè)人也獲得研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金。

飛鷹隊(duì)還把交流和學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)融入日?？蒲小＝辏瑘F(tuán)隊(duì)曾邀請(qǐng)中國(guó)工程院院士和中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心、美國(guó)加州大學(xué)默賽德分校、新加坡國(guó)立大學(xué)等中外學(xué)者和行業(yè)巨頭，到團(tuán)隊(duì)研發(fā)中心開展講座和授課。團(tuán)隊(duì)成員除可以接觸最前沿的科技工程知識(shí)外，還可以就個(gè)人研究方向以及未來規(guī)劃上的問題向前輩請(qǐng)教，更好地把握個(gè)人規(guī)劃。

飛鷹隊(duì)也積極創(chuàng)造“走出去交流”的機(jī)會(huì)。近五年，隊(duì)成員奔赴新加坡、英國(guó)、希臘、瑞士等國(guó)家，到頂尖高校進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問、演講，分享學(xué)術(shù)成果，和國(guó)外大學(xué)生一同合作實(shí)踐，展示風(fēng)采之余也深入體會(huì)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(duì)成立初期，主要采用承辦和協(xié)辦高水平國(guó)際競(jìng)賽的方式，將國(guó)際頂級(jí)院校和研究機(jī)構(gòu)參賽隊(duì)“引進(jìn)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(duì)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(guó)立大學(xué)聯(lián)合承辦國(guó)際微小型無人機(jī)飛行賽會(huì)（IMAV2016）。這個(gè)賽事第一次在亞洲舉辦，也是我國(guó)承擔(dān)的國(guó)外參賽隊(duì)伍，人數(shù)最多、級(jí)別最高的無人系統(tǒng)國(guó)際科研賽事。賽事籌備過程中，成員們也意識(shí)到自身的無人系統(tǒng)水平并不差于國(guó)外團(tuán)隊(duì)。這也堅(jiān)定了大家“走出去”參加國(guó)際高水平賽事歷練的信念。

2017年，飛鷹隊(duì)首戰(zhàn)阿布扎比MBZIRC（穆罕穆德·本·扎伊德國(guó)際機(jī)器人挑戰(zhàn)賽），一舉奪魁;同年在法國(guó)IMAV（國(guó)際微小型無人機(jī)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(duì)空間目標(biāo)的精準(zhǔn)識(shí)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(yàn)。飛鷹隊(duì)自2019年開始備賽，犧牲節(jié)假日休息時(shí)間，分秒必爭(zhēng)，制定技術(shù)方案，攻克了無人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、視覺識(shí)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(shí)現(xiàn)了對(duì)空間目標(biāo)的精準(zhǔn)識(shí)別與定位、強(qiáng)干擾下的無人機(jī)航跡跟蹤控制與姿態(tài)控制技術(shù)、高動(dòng)態(tài)多目標(biāo)場(chǎng)景下的協(xié)同任務(wù)分配等技術(shù)突破。在MBZIRC2020賽場(chǎng)上，在包括“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)文明發(fā)源地”賓夕法尼亞大學(xué)、以計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)器人學(xué)享譽(yù)全球的卡耐基梅隆大學(xué)等強(qiáng)敵的重壓下，以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)衛(wèi)冕冠軍，展現(xiàn)了當(dāng)代中國(guó)大學(xué)生勇?lián)負(fù)?dān)、永爭(zhēng)第一的風(fēng)范。

澆灌知行合一理念

當(dāng)前大學(xué)生的實(shí)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(duì)外與同行交流的機(jī)會(huì)，單純靠教學(xué)、課題和參加會(huì)議講座等并不能滿足本科生的知識(shí)結(jié)構(gòu)延展力和職業(yè)發(fā)展的需要。久而久之，他們對(duì)“專業(yè)認(rèn)同感和專業(yè)存在感”缺少浸入體驗(yàn)，也缺少同行激勵(lì)和同齡優(yōu)質(zhì)群體影響。

針對(duì)以上問題，飛鷹隊(duì)通過“競(jìng)賽任務(wù)+科學(xué)問題+團(tuán)隊(duì)研究+實(shí)際應(yīng)用”的模式，帶動(dòng)不同學(xué)科、不同團(tuán)隊(duì)、不同個(gè)體間思想的碰撞，開拓新方向、產(chǎn)生新成果。2019年飛鷹隊(duì)共發(fā)表SCI收錄論文20余篇，其中頂級(jí)期刊八篇。

在科技創(chuàng)新方面，飛鷹隊(duì)吳則良博士等同學(xué)，基于城市環(huán)境無人機(jī)防控關(guān)鍵技術(shù)問題與現(xiàn)有無人機(jī)反制手段短板，自2016年開展城市無人機(jī)防控研究，創(chuàng)立“獵鷹——開創(chuàng)城市環(huán)境下的無人機(jī)防控新時(shí)代”項(xiàng)目。四年來，前往多地調(diào)研，并在北京某無人機(jī)公司實(shí)習(xí)一年以上，參與多項(xiàng)國(guó)家、省部級(jí)科研項(xiàng)目。飛鷹隊(duì)成員多次駐扎試驗(yàn)場(chǎng)，最長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10個(gè)月，每天在零下10℃室外飛行試驗(yàn)10小時(shí)，完成了全部核心技術(shù)驗(yàn)證與集成，創(chuàng)新研發(fā)一種以蜂群對(duì)抗蜂群的無人機(jī)反制系統(tǒng)，能夠?qū)κ忻嫔?5%的微小型無人機(jī)實(shí)施精準(zhǔn)捕獲。現(xiàn)所有核心技術(shù)均以完成落地，項(xiàng)目系統(tǒng)初代樣機(jī)已應(yīng)用于月牙湖機(jī)場(chǎng)等多地，累計(jì)避免1700萬(wàn)元的社會(huì)損失。這個(gè)項(xiàng)目在第六屆中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽北京賽區(qū)中，取得北京市一等獎(jiǎng)的優(yōu)秀成績(jī)，并被評(píng)為北京地區(qū)大學(xué)生優(yōu)秀創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，被推薦到全國(guó)比賽。

在成果轉(zhuǎn)化方面，飛鷹隊(duì)多項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)已實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，服務(wù)于國(guó)家國(guó)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(jī)自主化起降平臺(tái)得到應(yīng)用;MBZIRC2020賽事設(shè)立的“多機(jī)協(xié)同自主空中奪球”項(xiàng)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(dòng)態(tài)對(duì)接、低小慢無人機(jī)目標(biāo)的管控、多約束條件下的無人機(jī)自主回收、多點(diǎn)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(huì)方面，飛鷹隊(duì)緊緊圍繞國(guó)家全面脫貧的戰(zhàn)略目標(biāo)，研發(fā)基于無人機(jī)集群的農(nóng)田精準(zhǔn)管理系統(tǒng)，為幫扶地區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供技術(shù)支撐。團(tuán)隊(duì)還心系青少年科普事業(yè)，多次前往中國(guó)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(shí)踐能力。

在國(guó)際合作方面，飛鷹隊(duì)積極響應(yīng)“一帶一路”科技創(chuàng)新計(jì)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(shí)驗(yàn)室。通過高層次人才交流促進(jìn)中阿雙邊文化互信，將兩國(guó)教育文化交流與技術(shù)本地化相結(jié)合，“以點(diǎn)帶面”，為“一帶一路”提供支撐。

責(zé)任編輯：王新偉