“地震女孩”与生命探测仪的故事

2018-08-03 10:39:29来源:湖南民生网 作者:卢小颖

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参赛选手合影留念。

近日,由国防科技大学电子科学学院智能感知系讲师彭勃指导,学员刘子豪、司呈呈、刘怡杉组成的“生命之光”队以自主研发的“微动雷达生命探测仪”获得湖南省高校第二届研究生电子设计竞赛唯一的特等奖。该系统使用了基于深度神经网络的微动模态分析技术,能够在生命检测的基础上,实现生命体心跳、呼吸特征的分析和识别,有效地将人和其他动物区别开,提升灾难救援效能。

人才报/民生网记者了解到,“生命之光”队成员刘怡杉是10年前四川地震的亲历者。10年后的夏天,长大后的那个女孩儿和队友日夜攻关,只为尽自己力所能及的力量,用自己所学专业,以科学技术为黑暗中的生命点亮“生命之光”。

黑暗时刻

“只有亲身经历过,才能感受到在天灾人祸面前,人的生命是多么渺小。”刘怡杉回忆道。

2008年5月12日14时28分4秒,在四川汶川县发生8.0级地震,当时汶川地震严重破坏地区超过10万平方千米,其中,极重灾区共10个县(市),较重灾区共41个县(市),一般灾区共186个县(市)。汶川地震是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震,也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。身处四川广汉的刘怡杉,亲眼目睹了美丽的家园被地震摧毁,乡亲的生命被地震吞噬。

发生地震时,她正在学校上生物课,突然感觉课桌开始晃动,听见有人叫道:“地震啦!”生物老师急忙组织班上同学有秩序地跑到田径场,看到同学们都跑了出去,他才尾随最后一名同学出来。“地震直接导致我们停课2个月,生活受到很大的影响,我家在公园搭帐篷睡了1个半月。”她回忆说,当时余震不断,都不敢在家里做饭,只能买好干粮在帐篷里吃。

“当时学校都被改成了临时安置伤员的地方,离家乡稍近一点受灾严重的地方的伤员都被安置过来了。”看到一批批伤员被送过来,12岁的刘怡杉主动报名参加志愿者,培训后便立即“上岗”去照顾那些伤员。小小身板,感觉有用不完的力量。人手不够的时候,伤员来了她便会主动去抬担架;医生护士忙不过来时,也会让她给伤员进行一些简单的包扎。懂事的她把自己存下的零花钱拿来买食品和衣物,送到医院捐赠点捐给灾区。

刘怡杉的哥哥当时也和一批志愿者一起,带着工具前往灾区救人。“哥哥他们去的那天雨很大,虽然哥哥在去之前就做好了心理准备,可实际看到了那一幕,心却怎么都平静不下来。”时间就是生命,他们刚到灾区就加入了救援的队伍中,可是由于天气恶劣,工具比较简陋,一整天下来,他们发挥的作用十分有限。回到家的哥哥闷闷不乐,心情低落到了谷底。这一连串的经历,都在刘怡杉心里埋下了一颗救人、报国的种子。

指路明灯

“抗日战争时,我身边的战友没有一个人当逃兵,大家不怕困难和牺牲,一次次投入战斗。这种舍生忘死、勇往直前的英雄气概,对我的影响深入骨髓。”刘怡杉的爷爷是位老红军,每每回忆起当年的情景,爷爷都会哽咽。刘怡杉小时候,爷爷经常拉着她,讲述他在抗日战争中怎样和战友一起与鬼子周旋等待援兵,怎样与战友生死与共逃过日军的围追堵截等等。爷爷在战争中表现出来的智慧与勇敢,以及为祖国的独立与自由浴血奋战的精神,也深深感染了刘怡杉。高考填志愿时,她义无反顾地选择报考军校,来报效祖国。

大学期间,刘怡杉始终不忘报效祖国的初心,刻苦学习。为了检验自己是否消化掉了所学专业知识,大二暑假,她和同学一起参加大学生电子竞赛。“当时比赛,题目已经规定了,只给我们3天时间,就要把东西做出来。”因为时间短,刘怡杉和队员画好图后,只能自己动手做板子。大家经过一次次的调试,终于在最后一天完成了规定任务,最终获得了省三等奖。可刘怡杉对当时的成绩并不满意,“想要为祖国贡献出自己的一份力量,就必须让自己努力做到最好”。回来后的她,更加刻苦学习。

十年后的今天,小女孩已长大,当年的经历一直让她思考如何利用自己所学,让更多人在灾难中获救重生。世界卫生组织将地震发生后的72个小时称为“黄金72小时”,这段时间内得到救援的遇难者生还几率至少有30%以上。时间就是生命,尽快定位和救援遇难人群的价值不言而喻。在强烈使命意识的指引下,设计一台快速定位灾难受困者的生命探测仪的想法在刘怡杉脑海里悄然而生。想法一经提出,就得到了教研室师兄刘子豪和室友司呈呈的积极响应,就这样,湖南省高校研究电子设计竞赛中名为“生命之光”的参赛队诞生了。

刘怡杉(左一)和队友们参加湖南省高校第二届研究生电子设计竞赛。

生命之光

由于对生命探测仪的原理、构造完全不了解,虽然目标确定了,但他们不知该从何下手?队长刘子豪说:“不了解就先学习。”于是,他们分头查阅相关资料,充分了解市面上的生命探测仪是怎么做的。经过一番了解,他们发现目前市面上的音频生命探测仪、视频生命探测仪、红外生命探测仪面临的主要难题是抗干扰能力不强,导致应用场景和范围受限。于是,队员们提出:“是不是能够运用所学的雷达知识,设计一套雷达生命探测仪。”

带着这个问题,他们找到了电子科学学院的彭勃老师。彭老师听后非常认同,目前雷达生命探测仪的微多普勒特征测量精度不高,不足以区分废墟下的是人还是大型牲畜,救援效率比较低。因此,他们把解决测量精度问题和提升灾难救援效率作为最终的努力方向。经过充分论证,他们决定尽量不用成品,自己画板子搭系统。虽然这对专业能力要求更高、挑战更大,但是前后衔接会更好,系统性也更强。

说干就干,刘怡杉和队员们每天除了完成日常的学习和科研,休息时间都投入到作品的制作和调试中去了。原本活泼爱玩的他们,摇身一变都成了“科研宅”。他们每天早上和室友匆匆别过,晚上回寝室时大家都已经熟睡。“在微波暗室进行测试实验,一待就是一整天,出来时天已经漆黑一片。”刘怡杉说。

在老师的精心指导下,他们集智攻关,如期完成了作品。本以为可以松口气了,但就在比赛前三天,意外发生了。那天,他们正在测实验数据,突然,示波器上显示的输出波形出现了异常。经过仔细排查,发现是晶振模块出了问题。晶振为整个系统提供时钟,没有晶振整个系统就无法启动!然而晶振器件手头没有备份,只能让厂家再发一个过来,还要重新焊板子、调板子,三天时间完全不够!在这个危急时刻,“生命之光”队员们急中生智,当机立断决定直接用信号源代替晶振模块,把后端的处理模块做相应改变。这样,一天内就解决了问题,继续实验。

比赛那天,他们顺利地带着作品上了赛场。现场,队长刘子豪满腹豪情地进行作品介绍,刘怡杉和队员司呈呈积极配合进行功能展示,良好的精神风貌和独特的作品创意赢得了评审专家的交口称赞。

【编辑】卢小颖
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