哈工大（深圳）教授徐文福：十八载航天科研梦，今化“凤凰”展翅飞

“朋友一生一起走，那些日子不再有……”，2019年春节联欢晚会深圳分会场上，伴着熟悉的旋律，40只五彩“凤凰”振翅飞过夜空，环绕舞台，令人惊叹。这些栩栩如生的“凤凰”，正是出自哈尔滨工业大学（深圳）徐文福教授和他的学生团队。

当大家回忆起这个场面还意犹未尽时，这群“凤凰”背后的团队早已又沉浸到了自己的科研世界里。这个团队的主心骨，正是哈尔滨工业大学（深圳）徐文福教授。

要做具备国际水平的扑翼飞行器

成为一名科学家，是徐文福从小就有的梦想。他出生于贵州省安顺市普定县，父母都是面朝黄土背朝天的农民，身上朴实、勤劳品质潜移默化着他，也为他注入了一股踏实肯干、勤奋认真的精神力量。他一路以优异的成绩考上了安顺最好的高中，并就读于重点班，学习成绩一直名列前茅。

出乎意料地，徐文福高考时遭遇了“滑铁卢”，和他的“清华梦”失之交臂。但是他很快放下了高考失利的打击，在合肥工业大学就读期间仍然努力学习，以优异成绩完成本科和硕士学位的学习。2001年，徐文福的硕士导师关注到哈尔滨工业大学参与研发的我国第一个太空机器人项目，推荐他参与，并在硕士毕业后攻读哈尔滨工业大学的博士学位，也和哈工大结下了缘分。

徐文福回忆道，“国内开始第一个太空机器人项目研发的时候，在国际上相关研究极少，国家立足于本土开发，几乎是从零开始。”在导师的鼓励下，他开始承担太空机器人的规划及控制。令他记忆犹新的是，项目最初与德方合作，徐文福大胆的指出了德方在空间机器人建模中存在的问题，并提出了修改后的模型以及相应的验证结果，得到了德方的认同，令项目参与人员刮目相看。

博士毕业后，徐文福选择留在哈尔滨工业大学本部，从事航天领域相关技术的研究。2010年他投身深圳校区任教，在2012年偶然间看见一则新闻报道，美国打造的高仿真“机器乌鸦”已研制成功，准备军用，他很是震撼。“机器乌鸦可以迷惑敌人，载荷比大，气动效率高，利用气流环境可以飞得更远。”徐文福搜集了相关资料发现，当时国内扑翼飞行器相关研发很少，翼展也主要局限在60cm内，飞行时间短，“我们要做到国际的水平！”

既然要做鸟类仿生飞行器，就要做到像鸟儿一样自然的扑动翅膀实现飞行。徐文福介绍说，“全面模拟鸟类的扑翼飞行模式一直是仿生扑翼机器人研究的难点，即便解决了能飞的条件还远远不够，能飞和按既定轨迹飞行是两个不同的概念。这项研究涉及到航空、机械、控制等领域的融合，而且从设计到工程实现的过程中，人力、物力和时间的消耗都很大。”

最终，徐文福瞄准远程和户外应用场景来制造大型仿生扑翼飞行器，经过6年的不断研发，消耗了近千只飞行器后，达到了比较先进的技术指标，每只飞行时间长达40分钟，高度可达500至600米以上。

让“凤凰”飞向春晚舞台

真正让仿生扑翼飞行器从实验室走进大众视野是2019年的央视春晚。

2018年12月18日，学校正式接到演出任务，导演组提出寓意深圳建市40周年、人民生活和谐美好的“凤凰”必须“尺寸大、外观美、数量多”。时间紧，任务重。徐文福作为负责人的智能机器人创新技术实验室飞鸟组在潘尔振博士的带领下，不到一周的时间内就实现‘凤凰’的样机改造。

临近春节，许多生产商早已停止接单，批量生产又成了一大难题，飞鸟组成员实地调研了珠三角地区40多家产业链配套企业，最终确定了深圳、虎门和东莞的数家作为合作商。“学生们亲自与劳务公司沟通，培训工人，并分配工人进行部件的制作；选拔校区的学生志愿者参与样机组装、测试及飞行操控训练。在整个项目的执行过程中，一共生产了600多只‘凤凰’，平均一个操控飞手要损耗4-6只。” 徐文福说。

然而，彩排现场障碍物多、人员多、“凤凰”数量多、存在信号干扰等难题接踵而至，第一次参加如此大规模的舞台表演，对所有人来说都是一项不小的挑战。“箭在弦上，不得不发！”徐文福称，“队员们每天试飞训练近十小时，为了避开白天彩排高峰期，甚至从深夜通宵到第二天早上，没有一个人喊累。在此期间，我们团队的袁晗老师作为现场负责人一直陪着同学们。”

经过30天的日夜奋战，终于迎来了央视深圳春晚演出之日，然而就在正式表演前一天，彩排还出现了状况。“大家走到今天这一步，已经很不容易了，只管放宽心去展示，Enjoy your time!”徐文福作最后的战前动员，“如果表演真的出现‘万一’，跟你们没关系，我来承担！”

“轮到凤凰出场了！” 40只“凤凰” 毛羽焕五彩，以优美动人的姿态从舞台后方振翅飞过天空，流畅地完成展翅、回旋、攀升等高难度动作。歌曲逐渐进入尾声，“五彩凤凰”陆续飞出舞台，在后方顺利着陆。“成功了！”一瞬间，大家沸腾了，徐文福心中的石头终于落地，与队员们击掌相庆。

带着好奇心，记者随后来到实验室， 徐文福拿起一只“凤凰”向记者介绍，“这只参演的‘凤凰’翅膀翼展长2.3米，每只的重量仅约670克，能抵御3-4级风正常飞行，飞行速度为每秒3-8米。”

是不是献演过后的“凤凰”就没有用处了呢？徐文福说，相比旋翼无人机、固定翼飞行器等常见飞行器，哈工大（深圳）研制的扑翼飞行器具有低功率消耗、长航时、用途多样等特点，在抗风能力、带载能力、巡航能力等方面均有优势。未来可应用于环境探测、灾害救援、机场驱鸟、军事侦察、反恐防暴等领域，具有广阔的市场前景。

“凤凰”领航，科研梦永不停歇

实际上，“凤凰”从深圳飞出并非偶然，早在3年前的高交会上，徐文福牵头研发的仿生扑翼机器人等相关科研技术就已受到业界关注，也展现了哈工大（深圳）规格严格的严谨学风和科研创新的深厚积淀。

在哈尔滨工业大学本部及深圳校区任教期间，徐文福培养了硕士研究生50余名、博士生10名、博士后3名，每周也会为本科生授课。除了研究仿生扑翼飞行器，徐文福在空间智能机器人、精细作业柔性机器人、多足移动机器人、协作机器人等方面也做了系统深入的研究。

2013年起，徐文福还担任深圳市数字舞台表演机器人工程实验室主任，“实验室致力于将科技成果与表演艺术相融，为文化产业带来崭新的表现形式，让机器人与话剧产生‘化学反应’。”

至此，徐文福先后作为课题负责人主持国家自然科学联合基金重点项目1项、青年基金及面上项目3项；863项目4项；某领域科技创新重点项目2项、主题项目1项；863子课题6项、航天科技创新基金1项、国家重点实验室开放基金1项和多项省级、市级科研课题等。2019年3月，他还承担了国家重点研发计划“智能机器人”重点专项中的重要课题。

“更长远的计划是希望能在未来10-20年研发出鸟机自然交互技术，从生物的角度去做机器，会更逼真，达到真鸟和假鸟之间能相互‘交流’。” 为了续写“凤凰”传奇，徐文福坦言，“我的科研梦从一而终，不会停下追逐梦想的脚步。”

编辑 张颖