段宝岩解释说，如果新一代大射电望远镜阵照搬阿雷西博的设计方案，将会出现三个难题：一是工程造价太高，远远超过国家社会对新一代大射电望远镜的接受程度；二是纯机械跟踪控制系统的精度低；三是工程难度大，500米口径时悬空背架的重量理论上将近万吨，工程实施难度极大。“新方案不仅可将馈源支撑结构系统的自重降至约30吨，工程实施和造价变得可行，还克服了阿雷西博方案中结构稳定性方面的不足。”

这一新方案以光机电一体化技术代替了传统的纯机械技术，以软件代替了硬件，结构形式大大简化，降低了工程造价，使大射电望远镜阵工程的实现成为可能，当即引起了国内外同行专家的广泛关注与浓厚兴趣，被同行称为“变革式的创新设计”。

随后，段宝岩担任了由国家天文台南仁东研究员为主任的中国大射电望远镜推进委员会工程预研究组组长，带领西电团队致力于关键技术的突破。如今，FAST工程，馈源部分就直接采用了段宝岩提出的六索驱动的设计方案。这一光机电一体化馈源索支撑方案，与利用贵州喀斯特地形建造射电望远镜、创新性的主动球反射面一起，被誉为FAST工程的三大创新。

【智慧二：“眼珠”定位技术源自西电】
粗精两级调整平台，确保馈源定位精度达到4毫米

根据资料显示，FAST选择在贵州南部喀斯特地形中一个500米级的球形洼地中建造，洼地内铺设主动反射面。建成后的工作原理是，被馈源照明部分的球形反射面，可实时地调整为一个抛物面，从而可用传统的抛物面望远镜的馈源照明技术来实现宽带观测。

如果说球形洼地是这只“观天巨眼”的“眼窝”，那么由悬索支撑的馈源舱与馈源就是“观天巨眼”的“眼珠”。FAST实际使用的馈源舱装置虽然与西电50米模型略有不同，增加了A、B轴进行调控，但核心原理却是一致的，那就是利用Stewart平台对馈源进行粗精两次调节。可以说，FAST的“眼珠”定位技术正是源自西电。

“创新设计方案中，我们首次将动态悬索应用于望远镜馈源的结构支撑，解决的主要是工程实施和造价问题，但如何突破关键技术，进而实现这个射电望远镜要求的总体性能，就成为了一个很大的挑战。”段宝岩介绍说。

FAST反射面曲率半径300米，开口角120度，口径520米，天空覆盖最大观测天顶角60度，工作时理论转速为每秒1厘米，工作频率最高为8.8G赫兹。“把这一大段技术指标，简化为一个听得懂的数字，那就是要确保6根悬索控制的馈源舱中的馈源，实现不超过4毫米的动态定位精度。”

“新方案克服了阿雷西博方案的弱点，但对工程控制却提出了更高的要求。”由于由悬索和馈源舱组成的舱索结构，具有非线性、大滞后、大惯性和弱刚度等特性，且在工作中难免受到风荷等外界干扰，仅靠悬索的控制很难使馈源舱达到指标要求的毫米级动态定位精度。

鉴于此，段宝岩团队又提出了粗、精两级调节来实现馈源高精度动态定位定姿的方案。首先通过6根悬索对馈源舱实现粗调节，再通过安装在馈源舱内的Stewart平台实现精调节。Stewart平台上又分布了多个馈源，所以在提高定位精度的同时，还可实现多波段观测。

基本原理很简单，但如何突破这一技术难题却没有现成的办法。“这类射电望远镜悬索式馈源舱支撑系统，理论上属于并联机构学范畴，当时国际上关于这一领域的研究尚处于探索阶段，没有形成系统的理论与方法。”段宝岩介绍说，他们在研究中首次提出了并联宏-微机器人概念，从理论上建立了逆运动学模型，并通过实验对方案及策略进行了初步验证。