“百变”博士余芳文：为机器装上人类“三维导航脑”

　　地大新闻网讯（记者庞伟红）两年前，为了心中智能导航的梦想，他揣着创业项目拿到的12万元奖金，只身奔赴大洋彼岸的昆士兰科技大学求学，开启了一段未知的人生旅程。

　　两年后，他带着原创性的最新研究成果王者归来，在清华大学举办的2019年国际大学生类脑计算大赛上，一举击败200多个国际国内知名高校参赛团队，夺得大赛唯一一个创新特等奖，获得30万元奖金。

　　他曾是光芒万丈的创业先锋，也曾是一贫如洗的留学博士，现在，他是人人称颂的科研“牛人”，他是我校地理与信息工程学院博士生余芳文。在他的研究中，为机器装上人类“神经元”，创造一种像人类一样进行三维导航的智能机器人，不再是遥不可及的梦想。他的创新性研究工作对类脑三维导航做了系统性的探索和实践，填补了这一新兴研究领域的空白。

　　创立“金钉子” 做“糊涂虫”的寻物神器

　　所有的一切都要从地大北区创业孵化器办公室308室开始说起，这是余芳文梦想开始的地方。

　　2009年，还在大二的余芳文和几个志趣相投的同学挤在导师尚建嘎为他们腾出的小房子里，做室内定位研究，他们敲代码、查论文、找方向，不断在探索和试错中徘徊前进，科研水平逐渐得到积累。

　　2015年，正值国家鼓励“大众创业、万众创新”，在掀起的创新创业新浪潮中，正在读博一的余芳文带头成立了武汉市金钉子导航与位置服务有限责任公司，他的公司长期致力于研发认知导航云脑核心技术，并预研两款应用产品：物品位置管家和认知导航助手。家里的长辈经常因找不到东西而烦恼，他便想开发一些程序产品为人们提供一些生活辅助，他的产品可以做到精细化定位，最近可以精确到米级。

　　带着这个项目，他几乎将全国各类创新创业比赛奖项都收入囊中，还获得了学校、武汉市和湖北省各个级别的大学生创业扶持基金。他将所有比赛获得的奖金购买了许多智能手表、智能眼镜和一些机器人小车，用于认知导航核心技术的攻关及应用产品的预研。

　　在2016年湖北省大学生创业大赛上，余芳文负责的创业项目“金钉子认知导航云脑”从1200多支创业团队中脱颖而出，进入十强，并最终获得了三等奖和12万元创业基金扶持，他是我校第一支进入该赛事十强的创业者，新华网、湖北电视台、湖北日报等媒体都对他进行了报道，风头一时无俩，他是校内的创业先锋。

　　这些机器人能更智能吗？他们能像人脑一样进行三维导航吗？大脑到底是如何处理空间信息的？优秀的创业成绩没有让余芳文停止对技术的探索，时不时这些问题就会从他的脑袋里冒出来。直到2014年诺贝尔生理医学奖颁发的那天，奖项得主发现，人类大脑的导航系统由位置细胞、网格细胞和其他一些细胞组合构成，他脑中一些疑问有了合理的解释。他灵光乍现，能不能将人类的这种三维空间认知和三维导航的神经机制，在机器人上进行实现，让机器人具备像人类一样的三维空间认知和三维导航能力呢？

　　于是，一个大胆的想法诞生了，“我想做三维类脑导航研究！”

　　找到新灵感 远赴他乡寻找未解“之谜”

　　这个大胆的想法让他异常兴奋。随着不断了解的深入，他发现目前对大脑二维导航神经机理和机器人类脑二维导航技术的研究相对较多，但对三维导航的技术研究非常少，于是他将目光转向国外昆士兰科技大学，Michael Milford教授是该领域的专家，他所在团队基于二维导航神经细胞机制，为机器人开发了一套类脑二维导航系统，Michael Milford教授的杰出工作可以为开发新的类脑三维导航细胞模型提供一些技术思路和方法。

　　他的想法和Michael Milford教授一拍即合，导师尚建嘎也鼓励他去追寻自己的梦想，但由于当时的想法并不是特别成熟，他并没有申请到公派出国做联合培养博士的机会。

　　余芳文的老家在甘肃农村，家里以种苹果为生，全家一年总收入仅1万余元，根本没有办法为他提供经济支持。

　　“我一定要去！”刚刚拿到的12万元创业扶持基金成了他最后的救命稻草，他揣着12万的全部家当，只身奔赴大洋彼岸的昆士兰科技大学求学，他也不知道未来等着他的是什么，但他不想让自己后悔。导师尚建嘎知道他的情况后，在余芳文没有在学校助研的情况下，依然为他发放了两年的博士生补助。
 

　　怎样去设计一种人工神经网络，然后把这些神经细胞模型建模，为机器人开发全新的类脑三维导航技术？神经科学家们关于大脑三维导航神经机理的研究还有很多技术难题需要攻克，余芳文的研究极具挑战。

　　他从最简单的一维模型开始，再研究二维导航，经过近一年多的时间，有了这样的扎实基础和丰富经验，他开始探索类脑三维导航相关难题。他每天要求自己按照6个“1”来开展一天的学习研究，每天思考1个问题、研读1篇文献、编码实现1个具体方法和模型、坚持运动1小时、聆听1首欢快的音乐、练习1小时英语，两年积累下来，余芳文列出的具体问题和任务超过1000多个。

　　在这样日积月累、不断思考、探索、实践的往复迭代过程中，余芳文逐步解决了三维动态环境中的机器人4自由度、5自由度、6自由度运动模式下的三维同步定位与制图中的一些难题，完成了从大脑三维导航神经机理、三维导航细胞计算模型，到类脑三维同步定位与制图应用的系统性探索实践。这些工作为进一步揭示大脑三维导航神经机理和开发机器人类脑三维导航技术奠定了坚实的基础。

　　他将所有时间、精力投入到实验室里，在自己感兴趣的研究领域遨游。他如鱼入水，乐在其中。

　　在生活上，为了节省开支，两年来，他自己给自己理发。不管刮风下雨，他每天都坚持骑一个多小时自行车上下班。他经常周末骑10余公里的自行车去社区市场购买打折的蔬菜和水果，准备接下来一周的食材。2018年4月，余芳文的爷爷因病去世，由于手头拮据，他甚至没能回来参加爷爷的葬礼，这成为他心中最大的遗憾。

　　开创新成果 为机器装上“三维导航脑”

　　2019年，余芳文带着最新研究成果回国，参加了清华大学举办的国际大学生类脑计算大赛，他一举夺得唯一一个创新特等奖，并获得了30万元的奖金。

　　余芳文的最新研究成果显示，创造一种像人类一样进行三维导航的智能机器人，不再是远不可及的梦想。机器人完全可以像人一样感知外部环境，自主学习空间经验，并进行记忆和处理，最终像人一样精准自主导航，类脑三维导航技术将来可广泛应用于陆地、海洋、空中甚至太空中的自主机器人和车辆，让机器人更好的服务于人们的生活。

　　“众望所归！”大赛评委们对余芳文的研究给予了高度评价。

　　余芳文是我国甚至是国际上最早开展类脑三维导航研究领域的科研工作者，他的创新性研究工作对类脑三维导航做了系统性的探索和实践，填补了这一新兴研究领域的空白。

　　余芳文十分感谢他的导师们，尚建嘎和胡友健两位导师给了他极度宽松的科研环境和鼎力支持，鼓励他追求自己的梦想，而Michael Milford教授为他的研究指明了方向。

　　中国科学院院士殷鸿福是余芳文的偶像，他最初的创业公司取名“金钉子”，也是为了向偶像致敬。他说，经常看到殷鸿福院士在校园内散步，殷院士的每一场报告他都会去听，殷院士“二十年甘坐冷板凳，一门心思做科研”的经历对他是一种鼓舞。

　　今年回国时，余芳文全部家当仅剩几千元，他和还在攻读世界经济学博士学位的妻子一起租住在一所很小的房子里，他们没有经济来源，也没有生活补助，但他们很乐观，“面包会有的，一切都会有的”，他也非常感谢妻子和家人这些年以来的给予自己的理解及所有付出。

　　未来，他希望花10年甚至更长的时间继续推进类脑三维导航领域的研究，并取得突破性成果，创造一种像人类一样进行三维导航的智能机器人，让未来机器人拥有人类一样的“三维导航脑”，努力做出自己的贡献。