哈工大的春风(夹杂着冰碴子)吹醒了沉寂的校园。新学期,陈默揣着“脑机火锅”计划(鸳鸯锅版)和戈壁滩晒黑的脸皮,一头扎回了冰城的硬核怀抱。
大一下的课程更加硬核:《自动控制原理》、《信号与系统》、《机器人学导论》……教材厚度成功突破“板砖”界限,向着“城墙砖”进化。刘教授的眼神也更加犀利,第一堂课就敲打:“某些同学,寒假玩得很‘野’啊!心思收一收!基础不牢,地动山摇!别整那些花里胡哨的‘手舞足蹈’,先把pId参数整明白了!”
陈默在下面缩了缩脖子,感觉教授意有所指。他赶紧翻开《自动控制原理》,假装认真听讲,脑子里却不由自主地模拟着“手舞足蹈指挥棒”的pId参数优化……
“陈默!复述一下刚才讲的闭环系统稳定性判据!”刘教授精准点名。
陈默一个激灵站起来,脑子飞速运转:“呃……奈奎斯特判据?看开环频率特性曲线绕不绕(-1,j0)点……绕几圈啥的?”(术语有点糙)
刘教授面无表情:“坐下。概念基本对,表述太‘接地气’。李思远,你补充!”
李思远站起来,推了推眼镜,用堪比教科书般的精准语言复述了一遍。
陈默:“……” 得,又被学霸碾压了。
学业压力山大,但“整活”之心不死。
“冰爪”项目进入深水区,需要在保证低温性能的前提下,提升力反馈的细腻度和响应速度。陈默泡在国重实验室,跟各种低温润滑脂、特种密封材料和脆弱的半导体传感器死磕。刘教授化身“监工”,时不时幽灵般出现在他身后:“陈默,这个低温迟滞曲线怎么回事?给我解释清楚!别想用‘冻僵了反应慢’糊弄过去!”
陈默只能化身“科研狗”,老老实实做实验、写报告、改方案。好在“雏鹰计划”的资源支持给力,一些特殊的低温元器件和测试机会都能协调到,让他少走了很多弯路。
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而在寝室里,“脑机火锅”计划(清汤锅版)——“**手指尖的蜂群**”系统,则成了陈默的“减压神器”和室友们的“快乐源泉”。
戈壁带回来的那几架“蜂鸟”无人机(雷头特批送他了)和那个简陋的肌电+姿态传感器护腕,被他宝贝似的供在桌子上。他利用课余时间,结合新学的《信号与系统》和《机器人学》知识,开始疯狂优化:
* **手势识别升级:** 加入更多传感器(小型陀螺仪),不仅能识别手掌张开\/握拳\/前指\/画圈,还能识别**手腕翻转(切换模式)**、**手指连续指向(引导路径)**!识别算法从简单的阈值判断升级到基于特征提取的模板匹配(感谢李思远的笔记支援)。
* **飞控优化:** 陆岩远程支援(网盘传代码),给“蜂鸟”飞控加入了更平滑的轨迹规划和抗风扰算法。
* **交互界面(乞丐版):** 陈默把淘汰的旧手机屏幕拆下来,做了个简易的指令状态显示器,绑在护腕上,能显示当前识别的手势和集群状态。
效果显着!现在的“手指尖的蜂群”,操控更流畅,指令更丰富。陈默经常在寝室里“手舞足蹈”:
手腕一翻,系统进入“编队模式”,手掌张开——五架“蜂鸟”唰地起飞悬停!
食指在空中画个圈——无人机群立刻盘旋成圆阵!
再一翻手腕,切到“路径模式”,手指连续指向书架、窗台、赵志刚的头顶(避开)——无人机群如同听话的精灵,沿着他手指的“无形轨道”流畅穿梭!
“卧槽!默哥!你这比打游戏还带劲!”赵志刚看呆了,篮球也不拍了,“能指挥它们给我拿瓶可乐不?”
陈默:“……目前载荷只能带片羽毛。而且,”他指了指护腕上的小屏幕,“电量告警了!这玩意儿功耗还是大!”
王浩则若有所思:“这路径规划……用到航模上,自动绕障?”
李思远难得放下书本,推了推眼镜:“手势识别算法还有优化空间,误触发率3.7%,可以引入卡尔曼滤波试试……”
寝室俨然成了小型无人机指挥中心,充满了快活的空气(和偶尔的炸机声)。
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至于“脑机火锅”的红油锅(狂想版)——“**我想吃火锅**”意念指挥?陈默知道这步子太大,容易扯着蛋。他决定先做个“开胃小菜”垫垫肚子:**意念翻页器!**
目标:用非侵入式脑电(EEG),识别最简单的“专注”和“放松”状态(对应大脑的alpha波变化),来控制pdF阅读器翻页!
原理?陈默查了资料,头皮脑电(EEG)信号极其微弱且充满噪声,想精确识别复杂意念是痴人说梦。但区分“睁眼放松”(alpha波活跃)和“闭眼专注”(alpha波抑制)这种大状态变化,理论上是可行的!虽然……可能没啥实际卵用,但够“赛博朋克”,够“整活”!
材料:一个某宝买的廉价EEG头带(号称能测专注力,精度存疑),一块兼容的采集板(科创班老库存),还有他的编程老搭档——Stm32开发板。
周末,陈默顶着那个布满电极、像紧箍咒一样的EEG头带,坐在书桌前,表情肃穆,如同老僧入定。
电脑屏幕上打开着一篇冗长的《现代控制理论综述》pdF。
“现在,进入‘专注’状态!默念:下一页!下一页!”陈默努力集中精神,瞪着屏幕。
EEG头带指示灯闪烁。
开发板上的程序艰难地分析着杂乱无章的脑电信号……
屏幕:纹丝不动。
“放松!进入‘贤者模式’!默念:翻页!翻页!”陈默闭上眼睛,试图放空。
指示灯又闪。
屏幕:依旧不动。
赵志刚打完球回来,看到陈默这造型,乐了:“哟!默哥!cosplay紧箍咒呢?念经翻页?成功没?”
陈默摘下头带,一脸郁闷:“翻个锤子!这破头带,信号跟心电图似的,全是毛刺!别说‘专注’和‘放松’,它连我‘想上厕所’和‘肚子饿’都分不出来!我感觉它在读取我的‘无语’情绪!”
他调出串口数据,果然,波形乱得像一团麻线,有用的alpha波特征淹没在巨大的噪声里。
“看来红油锅还得熬啊……”陈默叹气,“这脑电火锅底料,杂质太多了!”
不过陈默是谁?遇挫越勇的“土味”战士!他立刻改变策略:
1. **降噪!** 发挥“缝合怪”精神,给采集电路加屏蔽罩(用食堂顺的锡纸包上),信号输入加硬件滤波(拆了几个报废收音机上的电容电感)。
2. **算法“作弊”!** 既然直接分状态难,那就结合**眨眼检测**(用个小摄像头对着自己眼睛)!原理:长时间专注阅读后,人通常会眨眼放松一下,此时脑电可能伴随微弱变化。设定:检测到特定眨眼模式(比如连眨两下),且脑电信号有微弱“放松”特征,就触发翻页!
3. **起个骚名字!** “**意念(眨眼)翻页助手(青春乞丐版)**”
改造后,再次测试。
陈默瞪大眼睛看了十分钟论文,感觉眼睛发酸,下意识地“眨~眨~”。
摄像头捕捉!
滤波后的脑电信号似乎有个小波动(也可能是噪声)?
Stm32:“收到指令!翻页!”
pdF文档,艰难地……**翻了一页!**
“卧槽!成了?!”陈默自己都惊了。
“啥成了?翻页了?”赵志刚凑过来,“咋弄的?眨巴眼就行?”
“对!意念(眨眼)驱动!”陈默得意地指着自己布满锡纸和胶布的设备,“看!科技改变生活!从此看文献不用动手,动动眼皮就行!”
虽然识别率大概只有60%,而且有误翻页风险(比如打哈欠眨猛了),但至少……它能动了!陈默把这“乞丐版”成果拍了个小视频,发给张振华和陆岩、沈薇,配文:
> **“脑机火锅’前菜——‘意念(眨眼)翻页助手’V0.01 测试成功!用户体验:需要强大的眼部控制力和‘我翻页了’的自我催眠精神!下一步:加入‘打哈欠防误触’算法?(附:翻页瞬间珍贵录像.mp4)”**
陆岩秒回:“默哥!你这‘作弊’手法……清新脱俗!不过思路清奇,我喜欢!加个眼动追踪模块更准!”
沈薇:“……建议改名叫‘眼皮抽筋翻页器’。(笑)”
张振华没回,估计在捂脸。
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新学期就在这种“课堂硬核学理论,寝室整活搞发明,实验室里焊冰爪”的节奏中稳步推进。陈默的成绩单依旧亮眼,国重的“冰爪”项目稳步前进,寝室的“手指尖的蜂群”系统愈发成熟,连“意念翻页器”都更新到了V0.02版(误翻率下降10%)。
一天,陈默正在寝室里优化手势路径规划,一个陌生的电话打了进来。
“请问是陈默顾问吗?我是长风所装备测试科的小郑。”
“郑工您好!我是陈默!”
“陈顾问,是这样。我们所里搞了个单兵装备创新展,邀请了一些一线部队的指战员来提需求。雷头(戈壁的雷上校)看到了您那个‘手舞足蹈’指挥无人机的视频,非常感兴趣,特意推荐给了我们!想问问您,能不能带实物过来,给部队的同志们现场演示一下?听听他们的真实反馈?”
陈默心脏猛地一跳!部队!一线指战员!真实反馈!
“能!太能了!”陈默声音都高了八度,“随时可以!我这就打包设备!”
“好!时间地点我稍后发您!对了,”小郑补充道,“雷头让我转告您:这次要是表现好,‘手指尖的蜂群’,说不定真能飞进某些单位的装备评估清单!”
挂断电话,陈默激动地原地蹦了三蹦!
“兄弟们!听见没?!”他对着目瞪口呆的室友们吼道,“哥的‘手舞足蹈’,要去部队‘选秀’了!真要变成‘列装货’了!”
赵志刚:“卧槽!牛逼啊默哥!苟富贵,勿相忘!我要指挥无人机方阵!”
李思远:“演示前建议做一次完整的鲁棒性测试,尤其是抗干扰……”
王浩默默掏出手机:“订票?我帮你查火车。”
陈默看着桌上那几架伤痕累累却依旧精神的“蜂鸟”,看着那个缠满胶布和锡纸的传感器护腕,心中豪情万丈。
冰城的实验室里,“冰爪”在低温中积蓄力量。
寝室的书桌上,“手指尖的蜂群”即将飞向更广阔的战场。
而他这个“土味”发明家,也将带着一身“野路子”和满脑子“网络梗”,去接受最严苛也最真实的检验!
军工大摸底的清单,似乎又要添上一个画风清奇的新成员了——**“手势指挥的蜂群(青春版)”!** 这波,稳了!