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攻坚克难科研路 矢志奋斗航空梦

    发布时间:2020-07-21

房晓玉

  
  探索浩瀚宇宙,建设航空航天强国,是我们不懈追求的梦想。在几十年的时代更迭与进步之下,航空航天技术已经成为当今世界科技中最为尖端的技术之一。
  随着我国综合国力的不断增强,中国的航空航天事业也在飞速地发展,而飞行器的控制与仿真就是航空航天技术发展的关键之一,特别是其所涉及的先进控制理论和应用技术一直是当今飞行器控制领域的研究热点和难点,具有前沿性、基础性、综合性,已成为支撑我国航空航天事业未来发展的核心关键领域之一。
  在数十载的风雨历程中,我国航空航天领域涌现了一大批技术人才,北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院教授王卫红就是其中一位。近30年的科研之路,她将主要研究方向放在先进飞行控制、先进仿真技术、机器人控制中,特别是在高性能伺服系统控制领域积累了丰富的经验。四分之一世纪倏忽已过,而她身上所映照的便是新时代女性航空航天科研人在这项筑梦事业中无悔付出、踏实进取的科研奋斗征程。
  
航空航天梦的繁衍生长
  人类很早就有在空中像鸟类一样飞行的理想,古希腊的阿尔希塔斯所制造的机械鸽、澳大利亚的飞去来器、中国的孔明灯和风筝都与这一梦想有着息息相关的联系,这一切都在无形中激发着像王卫红一样的青年学子追逐航空航天科研理想。
  20世纪80年代,我国的航空航天事业发展得如火如荼。在这一背景下,王卫红于1986年考入哈尔滨工业大学自动控制系自动控制专业,开始本科阶段的学习,航空航天梦也就此启蒙、生长。而当时她所就读的航天学院,便是国内高校第一个以培养航空航天人才为目的的学院。本科毕业后,王卫红又继续直博进入了哈尔滨工业大学自动控制理论及应用专业深造,为今后在这一领域从事科学研究工作打下了坚实的基础。
  在哈尔滨工业大学就读的10年间,王卫红对控制专业的相关知识进行了系统学习,开始在伺服控制研究方向进行深度探索,并结合具体的研究项目,将其应用到飞行仿真转台等设备中。在她的介绍下,记者了解到:飞行仿真转台是一类重要的飞行器地面半物理仿真实验设备,其本质是多自由度高动态高精度伺服系统,它能够模拟飞行器空中飞行姿态,如俯仰、滚转和偏航。通俗地说,飞行仿真转台是一种将电信号转换成机械运动的设备,可为陀螺等飞行器上安装的敏感器件提供一个仿真的运动环境,如何提高飞行仿真转台的动态性能一直是这一领域研究的热点,而王卫红所做的研究,就与其息息相关。
  在多年的控制领域的学习与实践之中,她对航空航天行业也有了更加深刻的了解,且认为其大有可为,因此从事这一领域研究的决心也愈加坚定了。
  
扎根航空航天努力探索
  “想要在控制领域深耕,掌握更多核心技术,更需要脚踏实地。”王卫红说。1996年博士毕业后,她选择来到北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院从事教学与科研工作,在高性能伺服控制等研究方向中,继续静心探索,笃行创新。
  在科研目标的指引下,王卫红从未放松过对自己的要求。在她看来,只有深刻理解飞行器控制的本质和发展趋势,对专业知识的理解才能更深刻,才能形成较为完整的逻辑体系和系统框架。科研人员更要有甘为一枚螺丝钉的精神,既不能怕重复性劳动,也要有钻研精神和创新意识,多年来,王卫红对此受益颇深。在做理论研究以及实验研究的过程中,她也曾经历过很多艰难的时刻。“因为我们面对的是一个冷冰冰的‘铁家伙’,而在控制策略应用到其中之后,如果达不到预期的性能指标,我们能做的就是咬牙坚持,一次次地尝试。”遇到交付时间紧急的情况,通宵工作就是不可避免的了。多年来,王卫红不知道经历了多少这样的时刻,在这样不断的磨砺下,她锻炼了自己的意志力,也让她在与团队成员的共同攻关中,在高性能伺服控制领域取得了一系列创新性科研成果。
  投身科研工作之初,王卫红就在从事伺服控制系统研究。“而想要飞行仿真转台拥有很好的性能,就需要在控制系统设计中采用一些先进策略,从而使系统能够以尽可能高的精度复现出飞行器在空中姿态变化的动态过程。”她说。在这一方向的研究中,王卫红就曾为某个型号的地面仿真实验研制相关的仿真设备,创新性地在控制策略中引入了一类智能算法,并从此开始指导学生进行智能控制应用方面的探索。这类智能控制策略不仅可以用到飞行器控制上,还可应用到机器人控制等其他领域中。
  科学研究需要发挥主观能动性,不断寻求新的突破。在人工智能领域的研究中前行多年,王卫红与团队成员积累了丰富的科研经验。在这一背景下,他们也在寻求机器人控制相关领域的新突破。
  虚拟装配是虚拟现实技术的一类应用实例。在“虚拟装配机器人”项目的支撑下,王卫红与团队成员通过虚拟现实技术,以科普、生动的方式展现机械手的装配过程,使参与者在了解并体验虚拟装配技术的同时能够获得关于机械手组成的直观认识,具备较强的参与性和沉浸感,从而提升了项目的趣味性。
  
做不懈奋进的科研人
  “总结、实践、成长”诠释及丰富着王卫红的科研之路。每一次完成项目的过程中,王卫红都会对自己所做的工作进行详细的记录,多年来这已成为她不变的习惯,并为她积累了丰富的研究经验。就这样积水成渊,积沙成塔,每一次研究攻关带给王卫红的都是下一次科学研究的质的改变。如今,回首过往,这些都变成了她科研人生的宝贵财富。
  追逐于时代脚步的航空航天人要时刻关注社会需求这一现实,为人民服务。一直以来,王卫红始终将此作为自己努力的方向。她深知,将实验室成果快速推向应用的道路是十分曲折的。虽然学校也在大力提倡将研究成果申请相关专利,进而进行转化,但是王卫红始终认为在这一领域中他们做得还远远不够,未来她也希望能和研究团队成员们一起发挥主观能动性,跳出自己的科研舒适区,在科研成果转化方面,做出更多有益的探索。
  桃李不言,下自成蹊。因为成长于教师家庭,王卫红一直对这一职业怀有深深的敬仰。“之前在学校的时候,很多老师做科研、搞教学,我从心底里都十分佩服他们、羡慕他们。如今,通过这些年的努力以及周围老师的指导,我觉得我也能够胜任这样的工作了,也在慢慢向我所崇敬的老师、前辈学习,努力变成自己佩服的人的样子。”王卫红说。如今,在学生培养上,她也由衷地希望学生无论是攻读学位还是从事科学研究,都源自强大的内在动力。在她看来,热爱是最好的老师,热情是事业的伟翼,只有拥有发自心底的热爱,才能在科学研究中耐得住寂寞,扎根其中,做出更多创新性科研成果。
  一个梦想的实现,是又一个梦想飞行的起点。如今,王卫红正对深度学习方法在机器人领域以及医学辅助诊断领域的应用进行初步探索。未来,她还希望能在之前的科研积累上以及新进实验设备的支撑下,和研究团队成员一起在人工智能跨学科应用方面做出更多创新性科研成果。
  长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。在未来继续创造科研领域的无限可能,王卫红早已做好准备!
  

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