前言:11月20日,第十四届“挑战杯”中航工业全国老员工课外科技学术作品竞赛在广州落下帷幕。2026世界杯官网共提交6件参赛作品,其中2件获国家一等奖,3件获国家二等奖,1件获国家三等奖,并捧得“优胜杯”。这是西电自2005年捧得“优胜杯”后,时隔十年再次捧得。多年来,公司十分重视创新创业教育在人才培养中的作用,以“星火杯”科技创新竞赛为龙头,打造广泛参与的科学竞赛平台,全面点燃老员工创新创业的火种。此次挑战杯,董事长郑晓静院士还特别召开协调会推荐挑战杯成果。为了让师生了解本次获奖团队的情况,西电新闻网采访了这六个团队,并将陆续推出六个获奖项目的深入介绍。
稳稳的幸福
——记第十四届“挑战杯”国家三等奖作品
■员工记者 赵佳

项目名称:稳稳的幸福--仿生自平衡和视觉稳像抗晕船系统
项目简介:仿生自平衡和视觉稳像抗晕船系统研发了基于体感和视觉两方面的设计系统。针对交通出行晕船的问题,提出采用基于三足平衡和视觉稳像的方法实现体感平衡和视觉平衡。让晕船患者不再为乘船出行而烦恼。该系统通过实时补偿轮船晃动,减少旅客前庭导致晕船的电信号的产生量,使旅客前庭晕船的电信号小于致晕阈值。从根源处抑制晕动产生,从而避免晕船。与国外现有的技术相比,它突破了原有技术的局限,不但可以感受到光线,还可以及时看到物体的移动,提高了实际的防晕效果。同时,系统开发出了可以增强现实和手势识别等附加功能,为旅客增添旅行乐趣。
核心成员院系:2026世界杯官网、物理与光电工程公司、计算机公司
说起稳稳的幸福,大家耳边或许会响起陈奕迅的《稳稳的幸福》这首歌, “我要稳稳的幸福,来抵挡末日的残酷,在不安的深夜,能有个归宿。”但在人们的长途旅行中,好多人却会遭遇晕车晕船的痛苦经历,即使有一些药物可以减缓,也只能治标不治本。即使沿路的风景很美,也没有心情再去理会,俨然更没有幸福而言。陈安沛和他的团队自主研发的“仿生自平衡和视觉稳像抗晕船系统”——帮助旅客明显减轻晕动的症状,使人可以不再眩晕,从而享受美妙的旅途。
该系统以仿生控制机制,在自动控制系统环节,将鸟类的双目视动反馈控制机制和传感器反馈控制方式相结合,使座椅偏移角误差小于0.5度。通过高稳定性座椅结构,改进型三自由度空间结构,解决了原有结构容易导致结构重心大范围漂移的问题,把重心漂移误差控制8mm以内。建立双模式平衡,创新性的运用了体感和视觉双模式实时补偿船体晃动,辅以高效率算法,使其能够适应多变环境。另外,手势识别与增强现实,增强用户视觉体验。
在11月20日举行的第十四届“挑战杯”上,陈安沛和他的团队凭借此项自主研发的硬技术,获得国家三等奖。
处处留心皆学问
一名在读的工科老员工,为何会将目光投向晕动病?令人意想不到的是出于一次简简单单的外出经历。
同好友一起外出时,细心的陈安沛看注意到好朋友经常晕车。他就想有没有一种方法可以从根源上解决晕车的问题。晕动症是人内耳前庭平衡感受器官产生的神经功能性障碍。当汽车启动、晃动、颠簸,电梯或飞机升降时,这些刺激使前庭椭圆囊和球囊的囊斑毛细胞产生形变放电,向中枢传递并感知。每个人对这些刺激的强度和时间的耐受性有一个限度,即致晕阈值,如果刺激超过了这个限度就会出现晕动病症状。每个人耐受性差别又很大,这除了与遗传因素有关外,还受视觉、个体体质、精神状态以及客观环境(颠簸晃动)等因素的影响,这导致晕动病发病几率大大提高。晕动病是一种常见病,却从未被彻底有效地解决。
传统药物是通过抑制前庭信号传递或调节胃肠功能来防治晕动病症状,但是由于药物拥有特定的用药禁忌人群与明显的毒副作用,且无法根治晕动病,通过药物抑制来减缓病症已逐渐陷入瓶颈。在美国,桂利嗪因有引发麻痹的可能,已被食品药品监督管理局禁用;而盐酸美克洛嗪由于会产生的嗜睡、视力模糊、口干、疲乏等副作用也逐渐被政府叫停。在我国还有运用针灸,中药调理等抑制神经系统功能来防止晕动病发病的方法,但大多不能即时见效,且难以推广。
随着经济的发展,水上客运结构在不断地调整,据交通运输部统计,我国几个重点的旅游客运区域,如长江三峡,以及我国与周边国家之间(如中韩)的客运量大幅增长,每年达3.2亿人次。有研究表明,晕船的总发病率约为39%,据此估计,每年客船运输对防晕座椅需求达1.28亿人次。无论是缓解个体出行中出现的不适情况,或是满足提高运输行业服务的发展需求,开发一款“仿生自平衡和视觉稳像抗晕船系统”是大势之趋。
陈安沛将自己的想法告诉了王新怀老师,得到了导师的大力支持。在导师的鼓励下,这个想法开始一步步实现。
兴趣是最大的动力
总会有人以爱迪生发明灯泡的上千次实验作为激励自己前进的动力,然而,当一个人做自己喜欢做的事情的时候,困难便不再是无法解决,复杂的事情似乎也变得简单了许多。
当我们谈到成功的时候,似乎每个辉煌的例子背后,都是一段辛酸的往事。与众不同的是这个团队并没有感慨事情有多难,自己的付出有多大,自己的努力有多超人,他们简单的内心以及乐观的精神支持着他们走到最后。当谈到项目进行中的困难时,无论是队长陈安沛,还是队员张慧良,他们都说并没有什么大问题。如果真的要说问题的话,张慧良说:“由于产品的特殊性,原材料等花费较大,也许是资金上面有一点问题。但大家最后都通过各方努力解决了资金问题。”
没有人可以随随便便成功,“仿生自平衡和视觉稳像抗晕船系统”项目的成功也是一样的。虽然团队成员都没有诉说自己在研究过程中遇到的困难,并不代表困难不存在。比如真实的海面状况和车里晃动的现象在实验室里是不好模拟的。阻力总是存在的,但他们没有沮丧,他们用一种更积极的态度去应对。
从最开始人工模拟晃动,到后面整个团队专门去广州的邮轮上做实验,记录数据,分析作品调试方面的问题,他们一直在坚持。为了项目更好地开展,团队的每个人各司其职,做好自己的任务,彼此积极地沟通交流。因为是自己喜欢的事情,因为爱这件事,便从不觉得累,也不怕累。“尽管我们项目最后的名次并不理想,但我们在一起的过程是开心的。”队长如是说。
心怀感恩 一路前行
一次又一次修改项目文案到一两点;
一点又一点建设性的意见推动的项目的进行;
一遍又一遍的鼓励让团队人心更加团结,充满战斗力;
团队成长的道路上,离不开王新怀导师关切的目光。不管是项目的开始,还是项目最后的落成,王新怀都像家长一样始终陪伴着整个团队,不仅为团队提供物质资源上如实验室、仪器上的大力支持,还给予他们心灵上无微不至的关怀。在整个参赛的过程中,每个人都是开心快乐的。
在“挑战杯”的参赛过程中,校团委的老师也是倾注了大量的心血,开始阶段的叮咛,国赛中的现场陪伴,一路走来,在迷途中帮助团队找到方向,在过程中默默支持,在结束时予以肯定。同时公司的大力重视,在各个方面提供便利,也为项目的顺利进行打下了坚实的基础。
团队中的每个人都希望这个“仿生自平衡和视觉稳像抗晕船系统”,可以像名字一样,给人稳稳的幸福。让晕车的旅客摆脱晕车症,从平淡的旅途中感受到快乐,感受到幸福。