轻型翼伞 拼搏人生

马 萌

陶金

电影中，经常看到这样一幕：当火灾、水灾等重大危险降临时，人们会一边自救，一边在无能为力之时，向上天祷告，祈求神的降临。但是神并非无处不在，这时救援还需要一个个肉体存在的人。在中国，很多危险救援都是由中国子弟兵完成的，他们不是神，但他们确实也是从天而降，而帮他们实现快速救援的，就是武器——翼伞。

2008年，四川汶川发生8.0级地震，这是新中国成立以来，发生的破坏性最强、波及范围最广的一次地震。当时，电路破坏，道路损坏，暴雨突击，余震不断，整个汶川陷入绝境。当地面救援部队难以抵达时，空降兵成为最后的希望，极端情况下，是15名子弟兵背着翼伞完成了“惊天一跳”，为后续救援打开了一道窗口。

据了解，现在的翼伞种类越来越多，功能也越来越齐全，有一种武装翼伞，在极端条件救援时，跳伞员可以带着搜救犬、救援专家等一同从天而降。翼伞被科学家们进行了极大化利用。

因为具有良好的滑翔性与操控性，翼伞现如今在军事、民用等领域有着广泛的应用前景。而随着科学家们不断探索，翼伞未来还将在航天搭载器回收等方面起重要作用。南开大学自动化系副教授陶金及其研究团队，就是翼伞研究的主力军，在研究一个个轻型而威力巨大的翼伞时，他们的人生也变得厚重而坚实。

拼搏坚持为充实的人生积蓄力量

微博上有一个每年都重复的热门话题：如果不考虑收入，你会做什么工作？评论区里，各种和自身职业毫不相关的选择在这里涌现。幸运的是，也有少数人将理想照进现实，并在兴趣的道路上越走越远，陶金就是其中一个。不过，他这条路走得也是一波三折。

2004年高考结束后，从小就对机器人颇感兴趣的陶金，毫不犹豫地在高考志愿专业填报栏中写下了自动化。本科期间，他在自动化方向打下了坚实的基础，本科毕业后，他继续在控制科学与工程专业方向深造。硕士第二年，陶金的硕士导师孔峰将他推荐给北京大学谢广明教授，在北京大学这座高等学府，陶金度过了充实的硕士生涯。硕士毕业后，他前往北京市三一重工研究本院工作，想将兴趣和职业深度结合，但烦恼也接踵而至。3年工作，让陶金摆脱稚嫩，成长为一名合格的主任工程师。同时，他也不断思考当时专业选择的初心。对于这位年轻人来说，生活中，除了要学会坚持，也要学会适时转身，调整方向。思虑再三，2014年，他终于做出一个重要的决定，辞职继续攻读博士学位。

回到南开大学后，陶金选择在自动化控制方向继续前行。他深知，控制学科不是空中楼阁，必须建立在一定的实验基础之上。为了让科研生活尽快步入正轨，他开始高强度地投入科研工作。2014年，刚入学校不久，他就跟随导师孙青林教授从事翼伞建模与智能控制相关研究。科研工作对重新回到校园的陶金来说，并不轻松。但陶金扛住了压力，一方面快速消化吸收新的知识，另一方面灵活地将知识运用于实践。那段时间，陶金几乎放弃了所有的休息时间，将全部精力用在难题攻克上，在他夜以继日的研究下，翼伞难控的问题最终被成功解决。2016年，他获得国家博士亚尼举升奖学金，后来，又获得南开大学周恩来奖学金，这是南开大学学生能获得的最高荣誉奖项。他的博士论文被评为南开大学优秀博士论文、天津市优秀博士论文，他本人也被评为南开大学优秀毕业生。

博士毕业后，陶金选择前往芬兰阿尔托大学从事博士后研究，他说：“做事情必须认准一个方向，然后深入做下去，才能把事情做好。”在芬兰阿尔托大学，陶金结合自身背景，继续深研控制科学，并成功研究了一种新型声学微操纵方法。针对现有技术在生物相容性和多功能性方面仍具有较大局限性，陶金提出了一种新型的基于声激励的三维微操纵方法，引入系统分析和先进控制理念，通过节点或节线间区域变化的动态能量梯度控制，实现在三维空间中同时且独立地操纵多个微物体或微物体群，而不局限于在声势陷处操纵微型对象。目前，研究已取得创新性成果。

2018年，陶金获评芬兰科学院博士后研究员，获得芬兰科学院博士后研究员基金资助，继续在阿尔托大学从事科学研究。不仅如此，陶金还获得北京大学博雅博士后资助，跟随谢广明教授开展控制方向研究。

在国外工作的4年，陶金像一块海绵一样，疯狂汲取知识，壮大自身，也是在整个博士和博士后期间的磨炼，他锻炼了科研思维，培养了科研自信，提高了科研素养。这为他以后的科研工作打下了坚实的基础，积蓄了深厚的力量。

博士后工作结束后，陶金在众多高校伸出的橄榄枝中，毫不犹豫地选择了南开大学。“首先，我对南开大学有很深的感情；其次，自由的科研氛围，浓厚的学术底蕴，对我而言，也是非常具有吸引力的。”在结束芬兰之行后，陶金开始在南开大学开启一段新的旅程。

乐观向上 向翼伞回收难关发起挑战

从博士时期开始，陶金就聚焦在翼伞领域做研究。多年来，在国家自然科学基金与国家重点研发计划的支持下，他以实现翼伞系统在风雨复杂环境下的建模和精确归航为目的，通过理论分析、数值仿真和空投实验相结合的方法，对翼伞系统动力学、归航轨迹规划和轨迹跟踪控制、空投试验等问题进行深入的研究，不断取得业内的认可。也因此，他成功申请了多项科研项目。

近3年，作为独立PI，陶金主持了国家自然科学基金青年项目1项，国家重点研发计划项目子课题1项，芬兰科学院博士后基金1项，中国博士后面上项目1项，参与国家自然科学基金面上项目3项，芬兰科学院一般项目2项。丰富的科研项目也带来成熟的科研成果，研究至今，陶金在国内外知名期刊、会议发表SCI/EI学术论文60余篇。

随着科研成果的不断涌现，陶金的科研思路也在不断深入，从翼伞的控制到翼伞的航迹规划，陶金最终将目标放在了翼伞回收。他解释说：“传统的无人飞行器，都是用圆形的降落伞，但圆伞最大的问题是不能控制飞行方向，而翼伞可以控制方向，实现无人飞行器的精准、无损回收，实现其循环使用，最大限度地降低发射成本，同时保证落区安全，因此，现在世界各国的科学家都在研究翼伞的精准回收。”

但翼伞回收研究并不被人看好。20世纪90年代，美国在翼伞上花费了大量的人力、物力，但因为实验费用太高，他们后来便把这项军事项目停掉了，此后多年，相关的研究热度渐渐降低，翼伞的控制研究也逐渐陷入停滞。

与此同时，中国对翼伞的研究进度并没有搁置，而是在快马加鞭中进行。在兴趣和求知欲的带动下，陶金和团队多年如一日，在科研条件水平远不如国外的情况下，不断追赶，虽然目前翼伞回收技术也还不成熟，但他们已经在原来的水平上提高了一个档次。陶金解释说：“我们课题组目前的研究方向是翼伞的自动控制，即翼伞的自动回收，包括自动航线规划、定点着陆、精准降落，这是一个全自动的过程。”

为了实现这一目标，陶金和团队提出了空地协同回收的概念。他解释说：“空中，翼伞带物降落；地面，四小车织成的多点牵引回收网，接收翼伞。这样一来，即使翼伞找不准降落点，地面的小车也能够精准移到降落点，解决翼伞着陆冲击大的问题，实现翼伞无损回收。”

陶金说：“虽然理论上已经不算新鲜了，但是用实验实现真的很难，毕竟，理论到实现确实存在巨大的鸿沟”。但是，他话锋一转，笑着说：“我平时是一个比较乐观的人，能想好绝对不会想坏，我从来不做最坏的打算，只做最好的打算。”翼伞无损回收实验难，成本高，但只要实验中有一道缝隙，陶金也会想办法把光透进去。现在，乐观就是那道充满希望的光。

翼伞的研究是一项极富挑战性的工作，作为一名科研人员，陶金将接受挑战，促进相关科技向前发展。另一面，作为祖国的一分子，发挥自己的力量，不畏艰险、顽强拼搏，为国家安全、国防装备发展做贡献，也是应尽之责。陶金相信，虽然翼伞控制之路很长，各国竞争的力度也不小，但大浪淘沙，在团队的努力下，胜利必现。