薛龍建：給機器人“飛檐走壁”的功夫

文｜孫亞慧

薛龍建是武漢大學動力與機械學院、工業(yè)科學研究院教授，他的團隊突破結構黏附材料的“卡脖子”仿生設計瓶頸，實現(xiàn)了仿生結構黏附材料的綜合提高，黏附強度、穩(wěn)定性、耐久性和多表面適應性都得以增強，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”式微納復合新黏附材料，以及兩套表面微觀力學測試設備，為基礎科研及產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新奠定了良好基礎。

迷你軟體機器人

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控制方向與速度、綜合性能讓人眼前一亮的，迷你軟體機器人。個頭雖小，可這機器人的本領卻不小。身段靈活、能負載重物，同時還能妥善應對嚴寒或高溫等天氣。相較于以往多數(shù)迷你軟體機器人只能行走于特定表面，這款機器人進一步拓寬了作業(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)完成復雜作業(yè)。

這款機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，目前迷你軟體機器人的研發(fā)工作還不成熟，距離落地應用還有一段距離，但一系列的實驗已經(jīng)充分驗證，該機器人的核心工作機制是可行的。

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構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器人對運動表面適應性較差的問題。課題組嘗試向機器人引入仿壁虎腳趾剛毛的足部，從而使機器人擁有更好的表面適應性。“迷你軟體機器人就有了自己的‘腳’，自由度得到提升的同時，還能夠負載自身50 倍的重物平穩(wěn)行走。”薛龍建說。

軟體機器人自由度和變形能力更大，在生產(chǎn)生活、醫(yī)療救援等領域具有巨大的應用潛力。它可以依靠光照控制，通過調(diào)節(jié)光照的時間、強度等因素來控制運動。有光照時，前足向前移動；光照關閉時，后足向前移動，光照開關交替從而驅(qū)動機器人不斷向前。

對科學充滿熱情的“薛”

2009 年至2015 年之間，薛龍建先后前往德國奧斯納布呂克大學、基爾大學和馬克斯普蘭克聚合物研究所深造?！皶r不我待”，是這段海外求學過程中薛龍建的最大感觸。德國先進的工業(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?！拔揖彤敍]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)科研攻關新的突破。夜以繼日的辛苦工作，讓薛龍建獲得了他的導師、德國科學院院士斯坦尼斯拉夫·高博的極高評價：“薛是一個對科學充滿熱情的人！”

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，而這只能通過一次又一次的嚴謹實驗才能做到。”聽了爸爸的話，女兒似懂非懂，卻也似乎明白了爸爸的辛勞付出究竟為何?！拔业膶W生們科研熱情也很高，現(xiàn)在每每看到學生的科研成果，我都會覺得很欣慰，所有的付出也很值得?！毖埥ㄕf。

我們不能落后

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?！爸挥戌R頭蓋是中國制造，一部相機最重要的核心技術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。別人有，我們不能落后?！毖埥ㄕf。

在外訪學的幾年，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?，自己來自中國，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，便習慣性地以為是日本人，因為他對于東方的認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，這也會成為中國名片，能夠提升外國人對我們國家的認知?？蒲腥藛T需要有家國情懷，要有先天下之憂而憂的抱負，要向著遠大目標矢志不渝地努力，這是時代留給我們的命題?！毖埥▓远ǖ卣f。