輕型翼傘 拼搏人生

馬萌

電影中，經(jīng)常看到這樣一幕：當火災(zāi)、水災(zāi)等重大危險降臨時，人們會一邊自救，一邊在無能為力之時，向上天禱告，祈求神的降臨。但是神并非無處不在，這時救援還需要一個個肉體存在的人。在中國，很多危險救援都是由中國子弟兵完成的，他們不是神，但他們確實也是從天而降，而幫他們實現(xiàn)快速救援的，就是武器——翼傘。

2008年，四川汶川發(fā)生8.0級地震，這是新中國成立以來，發(fā)生的破壞性最強、波及范圍最廣的一次地震。當時，電路破壞，道路損壞，暴雨突擊，余震不斷，整個汶川陷入絕境。當?shù)孛婢仍筷犽y以抵達時，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)救援打開了一道窗口。

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

因為具有良好的滑翔性與操控性，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。而隨著科學家們不斷探索，翼傘未來還將在航天搭載器回收等方面起重要作用。南開大學自動化系副教授陶金及其研究團隊，就是翼傘研究的主力軍，在研究一個個輕型而威力巨大的翼傘時，他們的人生也變得厚重而堅實。

拼搏堅持

為充實的人生積蓄力量

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

2004年高考結(jié)束后，從小就對機器人頗感興趣的陶金，毫不猶豫地在高考志愿專業(yè)填報欄中寫下了自動化。本科期間，他在自動化方向打下了堅實的基礎(chǔ)，本科畢業(yè)后，他繼續(xù)在控制科學與工程專業(yè)方向深造。碩士第二年，陶金的碩士導師孔峰將他推薦給北京大學謝廣明教授，在北京大學這座高等學府，陶金度過了充實的碩士生涯。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，成長為一名合格的主任工程師。同時，他也不斷思考當時專業(yè)選擇的初心。對于這位年輕人來說，生活中，除了要學會堅持，也要學會適時轉(zhuǎn)身，調(diào)整方向。思慮再三，2014年，他終于做出一個重要的決定，辭職繼續(xù)攻讀博士學位。

回到南開大學后，陶金選擇在自動化控制方向繼續(xù)前行。他深知，控制學科不是空中樓閣，必須建立在一定的實驗基礎(chǔ)之上。為了讓科研生活盡快步入正軌，他開始高強度地投入科研工作。2014年，剛?cè)雽W校不久，他就跟隨導師孫青林教授從事翼傘建模與智能控制相關(guān)研究。科研工作對重新回到校園的陶金來說，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，另一方面靈活地將知識運用于實踐。那段時間，陶金幾乎放棄了所有的休息時間，將全部精力用在難題攻克上，在他夜以繼日的研究下，翼傘難控的問題最終被成功解決。2016年，他獲得國家博士亞尼舉升獎學金，后來，又獲得南開大學周恩來獎學金，這是南開大學學生能獲得的最高榮譽獎項。他的博士論文被評為南開大學優(yōu)秀博士論文、天津市優(yōu)秀博士論文，他本人也被評為南開大學優(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從事博士后研究，他說：“做事情必須認準一個方向，然后深入做下去，才能把事情做好。”在芬蘭阿爾托大學，陶金結(jié)合自身背景，繼續(xù)深研控制科學，并成功研究了一種新型聲學微操縱方法。針對現(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的三維微操縱方法，引入系統(tǒng)分析和先進控制理念，通過節(jié)點或節(jié)線間區(qū)域變化的動態(tài)能量梯度控制，實現(xiàn)在三維空間中同時且獨立地操縱多個微物體或微物體群，而不局限于在聲勢陷處操縱微型對象。目前，研究已取得創(chuàng)新性成果。

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

在國外工作的4年，陶金像一塊海綿一樣，瘋狂汲取知識，壯大自身，也是在整個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實的基礎(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大學?！笆紫龋覍δ祥_大學有很深的感情;其次，自由的科研氛圍，濃厚的學術(shù)底蘊，對我而言，也是非常具有吸引力的。”在結(jié)束芬蘭之行后，陶金開始在南開大學開啟一段新的旅程。

樂觀向上

向翼傘回收難關(guān)發(fā)起挑戰(zhàn)

從博士時期開始，陶金就聚焦在翼傘領(lǐng)域做研究。多年來，在國家自然科學基金與國家重點研發(fā)計劃的支持下，他以實現(xiàn)翼傘系統(tǒng)在風雨復(fù)雜環(huán)境下的建模和精確歸航為目的，通過理論分析、數(shù)值仿真和空投實驗相結(jié)合的方法，對翼傘系統(tǒng)動力學、歸航軌跡規(guī)劃和軌跡跟蹤控制、空投試驗等問題進行深入的研究，不斷取得業(yè)內(nèi)的認可。也因此，他成功申請了多項科研項目。

近3年，作為獨立PI，陶金主持了國家自然科學基金青年項目1項，國家重點研發(fā)計劃項目子課題1項，芬蘭科學院博士后基金1項，中國博士后面上項目1項，參與國家自然科學基金面上項目3項，芬蘭科學院一般項目2項。豐富的科研項目也帶來成熟的科研成果，研究至今，陶金在國內(nèi)外知名期刊、會議發(fā)表SCI/EI學術(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，陶金最終將目標放在了翼傘回收。他解釋說：“傳統(tǒng)的無人飛行器，都是用圓形的降落傘，但圓傘最大的問題是不能控制飛行方向，而翼傘可以控制方向，實現(xiàn)無人飛行器的精準、無損回收，實現(xiàn)其循環(huán)使用，最大限度地降低發(fā)射成本，同時保證落區(qū)安全，因此，現(xiàn)在世界各國的科學家都在研究翼傘的精準回收?！?/p>

但翼傘回收研究并不被人看好。20世紀90年代，美國在翼傘上花費了大量的人力、物力，但因為實驗費用太高，他們后來便把這項軍事項目停掉了，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，中國對翼傘的研究進度并沒有擱置，而是在快馬加鞭中進行。在興趣和求知欲的帶動下，陶金和團隊多年如一日，在科研條件水平遠不如國外的情況下，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)在原來的水平上提高了一個檔次。陶金解釋說：“我們課題組目前的研究方向是翼傘的自動控制，即翼傘的自動回收，包括自動航線規(guī)劃、定點著陸、精準降落，這是一個全自動的過程?！?/p>

為了實現(xiàn)這一目標，陶金和團隊提出了空地協(xié)同回收的概念。他解釋說：“空中，翼傘帶物降落;地面，四小車織成的多點牽引回收網(wǎng)，接收翼傘。這樣一來，即使翼傘找不準降落點，地面的小車也能夠精準移到降落點，解決翼傘著陸沖擊大的問題，實現(xiàn)翼傘無損回收?！?/p>

陶金說：“雖然理論上已經(jīng)不算新鮮了，但是用實驗實現(xiàn)真的很難，畢竟，理論到實現(xiàn)確實存在巨大的鴻溝”。但是，他話鋒一轉(zhuǎn)，笑著說：“我平時是一個比較樂觀的人，能想好絕對不會想壞，我從來不做最壞的打算，只做最好的打算。”翼傘無損回收實驗難，成本高，但只要實驗中有一道縫隙，陶金也會想辦法把光透進去。現(xiàn)在，樂觀就是那道充滿希望的光。

翼傘的研究是一項極富挑戰(zhàn)性的工作，作為一名科研人員，陶金將接受挑戰(zhàn)，促進相關(guān)科技向前發(fā)展。另一面，作為祖國的一分子，發(fā)揮自己的力量，不畏艱險、頑強拼搏，為國家安全、國防裝備發(fā)展做貢獻，也是應(yīng)盡之責。陶金相信，雖然翼傘控制之路很長，各國競爭的力度也不小，但大浪淘沙，在團隊的努力下，勝利必現(xiàn)。