文|孫亞慧
薛龍建是武漢大學(xué)動力與機(jī)械學(xué)院、工業(yè)科學(xué)研究院教授,他的團(tuán)隊突破結(jié)構(gòu)黏附材料的“卡脖子”仿生設(shè)計瓶頸,實現(xiàn)了仿生結(jié)構(gòu)黏附材料的綜合提高,黏附強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性和多表面適應(yīng)性都得以增強(qiáng),還能實現(xiàn)智能調(diào)控。同時,薛龍建課題組還研發(fā)了一系列“內(nèi)秀”式微納復(fù)合新黏附材料,以及兩套表面微觀力學(xué)測試設(shè)備,為基礎(chǔ)科研及產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新奠定了良好基礎(chǔ)。
身長僅有2 厘米、重量僅有0.3克,如此柔軟輕巧的小家伙,令人很難想象,這竟然是一款能夠精準(zhǔn)控制方向與速度、綜合性能讓人眼前一亮的,迷你軟體機(jī)器人。個頭雖小,可這機(jī)器人的本領(lǐng)卻不小。身段靈活、能負(fù)載重物,同時還能妥善應(yīng)對嚴(yán)寒或高溫等天氣。相較于以往多數(shù)迷你軟體機(jī)器人只能行走于特定表面,這款機(jī)器人進(jìn)一步拓寬了作業(yè)場景,還能在狹窄空間活動,未來也有望在廢墟狹縫以及生物體內(nèi)完成復(fù)雜作業(yè)。
這款機(jī)器人正是薛龍建課題組,此前公布的重要研發(fā)成果。薛龍建告訴記者,目前迷你軟體機(jī)器人的研發(fā)工作還不成熟,距離落地應(yīng)用還有一段距離,但一系列的實驗已經(jīng)充分驗證,該機(jī)器人的核心工作機(jī)制是可行的。
研究靈感來自壁虎和尺蠖。薛龍建課題組長期致力于仿生材料研究,他們在觀察中發(fā)現(xiàn),壁虎腳掌上的獨特剛毛結(jié)構(gòu)賦予了它在各種地形上穩(wěn)定快速運動的能力,這正好可以解決目前小尺寸軟體機(jī)器人對運動表面適應(yīng)性較差的問題。課題組嘗試向機(jī)器人引入仿壁虎腳趾剛毛的足部,從而使機(jī)器人擁有更好的表面適應(yīng)性。“迷你軟體機(jī)器人就有了自己的‘腳’,自由度得到提升的同時,還能夠負(fù)載自身50 倍的重物平穩(wěn)行走。”薛龍建說。
軟體機(jī)器人自由度和變形能力更大,在生產(chǎn)生活、醫(yī)療救援等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。它可以依靠光照控制,通過調(diào)節(jié)光照的時間、強(qiáng)度等因素來控制運動。有光照時,前足向前移動;光照關(guān)閉時,后足向前移動,光照開關(guān)交替從而驅(qū)動機(jī)器人不斷向前。
2009 年至2015 年之間,薛龍建先后前往德國奧斯納布呂克大學(xué)、基爾大學(xué)和馬克斯普蘭克聚合物研究所深造?!皶r不我待”,是這段海外求學(xué)過程中薛龍建的最大感觸。德國先進(jìn)的工業(yè)制造能力和科技研發(fā)實力讓薛龍建意識到了國內(nèi)的差距。他抓住一切可以利用的時間,別人在實驗室從早上8 時待到晚上8 時,已足夠辛苦,他甚至待到夜里一兩點,一門心思全都撲在實驗上。
到了周末,德國人休息,享受愜意的休閑時光,薛龍建仍舊泡在實驗室里?!拔揖彤?dāng)沒有周末這個概念,肚子餓了就邊做實驗邊煮面,好在意面久煮不爛!”苦中作樂,為當(dāng)時還不滿30 歲的薛龍建壘起了一道堅實的心靈屏障,同千千萬萬個科研工作者一樣,他耐得住寂寞、坐得住冷板凳,一步一步向期望中的實驗數(shù)據(jù)靠攏,實現(xiàn)科研攻關(guān)新的突破。夜以繼日的辛苦工作,讓薛龍建獲得了他的導(dǎo)師、德國科學(xué)院院士斯坦尼斯拉夫·高博的極高評價:“薛是一個對科學(xué)充滿熱情的人!”
這種工作狀態(tài)和節(jié)奏一直延續(xù)至今,薛龍建的家人也早已習(xí)慣?!靶虏牧系难邪l(fā)不容易,工作的確難免辛苦。我女兒常問我為什么一直加班,我就會告訴她,爸爸的科研工作像是搭積木,想要搭得又高又大又好看,就必須夯實基礎(chǔ),而這只能通過一次又一次的嚴(yán)謹(jǐn)實驗才能做到?!甭犃税职值脑?,女兒似懂非懂,卻也似乎明白了爸爸的辛勞付出究竟為何。“我的學(xué)生們科研熱情也很高,現(xiàn)在每每看到學(xué)生的科研成果,我都會覺得很欣慰,所有的付出也很值得?!毖埥ㄕf。
游子身在外,家與國的意義變得更加深刻,表現(xiàn)方式也變得更直觀明了。
薛龍建剛到德國時,同上語言課的一位非洲朋友,得知他來自中國后,熱情地與他聊天。這位非洲朋友告訴薛龍建,自己生活中的許多商品都來自中國,就連使用的相機(jī)與中國也頗有淵源,它的鏡頭蓋是“made in China”。聞聽此言,薛龍建心中五味雜陳,他感到失落,也感到了壓力。“只有鏡頭蓋是中國制造,一部相機(jī)最重要的核心技術(shù)仍舊掌握在其他國家手中。我覺得任何一個立志報效祖國的科研人員,站在那時我的角度上都會產(chǎn)生一股倔勁——我們也該有屬于自己的核心技術(shù)。別人有,我們不能落后?!毖埥ㄕf。
在外訪學(xué)的幾年,薛龍建深切感受到了中國的快速發(fā)展,得以證明的是一句簡簡單單的“你好”。初到德國的時候,在路上若是碰到小朋友打招呼,對方會用日語沖薛龍建喊“你好”,搞得薛龍建哭笑不得。遇到這種情形,他往往會耐心地向?qū)Ψ浇忉專约簛碜灾袊?,中國是亞洲的另一個國家?!昂⒆泳褪浅鲇跓崆楦舜蛘泻?,看到街上一張亞洲面孔,便習(xí)慣性地以為是日本人,因為他對于東方的認(rèn)知很可能就只有日本?!毖埥ㄕf。
然而,等到不久后的2010 年,事情悄然發(fā)生了變化。街上會有兒童笑著跟他打招呼“你好”?!暗谝淮温牭街形摹愫谩臅r候我特別激動,后來遇到多了我才意識到,中國的國際影響力不可同日而語,那么小的孩子都對中國有了認(rèn)知,這讓我特別自豪。我想,如果我們能研發(fā)出自主創(chuàng)新的產(chǎn)品、擁有自己的技術(shù),這也會成為中國名片,能夠提升外國人對我們國家的認(rèn)知。科研人員需要有家國情懷,要有先天下之憂而憂的抱負(fù),要向著遠(yuǎn)大目標(biāo)矢志不渝地努力,這是時代留給我們的命題。”薛龍建堅定地說。