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薛龙建:让机器人飞檐走壁

2021-04-14丽君

莫愁·时代人物 2021年4期
关键词:软体课题组回国

丽君

薛龙建和团队研发的迷你软体机器人相对于传统的机器人具有极大的自由度和变形能力,在生产生活、医疗救援、航空航天和军事等领域有巨大的应用潜力。

让机器人飞檐走壁

17岁时,薛龙建以优异的成绩考入武汉大学化学基地班,在国内读完了本科、硕士、博士。2009年,他前往德国攻读博士后,6年后学成回国,从事仿生材料领域的科学研究。

薛龙建有一股狠劲儿,他的座右铭是:科学研究要不断突破、超越、做NO.1(第一)。

薛龙建

当时,我国微型机器人的研究还不够成熟,在结构黏附材料的研发方面、出现了“卡脖子”的设计瓶颈。薛龙建回国后的第一道难关便是找到适合迷你软体机器人所用的材料。那时,我国很多迷你软体机器人所用材料是水凝胶,这种材料不耐高温,也不耐低温,导致水凝胶机器人的使用区域受限。

薛龙建和他的课题组克服重重困难,多次实验之后终于敲定:选用硅橡胶作为软体机器人的主体材料。硅橡胶不仅耐高温和低温,还具有耐酸碱不易腐蚀等特点,用硅橡胶制作的软体机器人不受区域限制,而且对人体无害。

解决了第一道难关,紧接着第二道难关又摆在薛龙建面前:当时的迷你软体机器人普遍缺乏足部设计,仅能在粗糙或者具有特殊结构的表面行走,面对光滑或者有水的表面都无能为力。

凭借在仿生材料领域长期积累的研究经验,薛龙建和他的课题组尝试在机器人上引入仿壁虎脚趾刚毛的足部,这样迷你软体机器人便有了自己的“脚”。而由仿壁虎刚毛的微米三棱柱阵列组成的“脚”,相当于给机器人穿上了最好的“防滑跑鞋”,在粗糙或光滑的平面上均能获得足够的抓地力。迷你软体机器人的步态也借鉴了壁虎脚的取向黏附能力和尺蠖前后足交替运动模式。使得机器人在倾斜30度的光滑表面上,实现稳定停泊而不发生滑移。

整整5年,薛龙建和课题组经历了数不清的不眠之夜,最终让迷你软体机器人拥有了“飞檐走壁”的本领。这款功能强大的迷你软体机器人在国防军事和生产、生活的许多领域将得到广泛应用。此外,由于软体机器人具有较大的自由度和变形能力,在医疗领域的应用也值得期待。比如让机器人通过定向控制到达身体中的指定位置,将药物准确地放置于病灶点,这样不仅可以提升治疗效果还能缓解病人的痛苦。

找到差距,刻苦钻研

薛龙建刚到德国时,语言课上的一位非洲朋友得知他来自中国后,热情地与他聊天。这位非洲朋友告诉薛龙建,自己生活中的许多商品都来自中国,说着拿了一个相机,指着上面的“Made in China(中国制造)”问薛龙建:“你是不是很自豪?”闻听此言,薛龙建心中五味杂陈,因为那个相机只有镜头盖是中国造的,核心技术仍掌握在其他国家手里。

2009年至2015年之间,薛龙建先后在德国奥斯纳布吕克大学、基尔大学和马克斯普兰克聚合物研究所深造。在国外的研究工作和成长过程中,薛龙建一直把回国发展、报效祖国作为自己的唯一目标。

德国先进的工业制造能力和科技研发实力,让薛龙建意识到国内与其存在的差距。他抓住一切可以利用的时间拼命学习。德国的冬天异常寒冷,为了不被冻感冒,薛龙建看一会书就要起身运动一下,但后来他发现这样影响学习,便干脆找来毯子搭在膝盖上,脚下踩个热水袋取暖。等看书看到入迷时,脚下的热水袋早已凉透,那个冬天,他的脚上满是冻疮。

对薛龙建来说,做实验时通宵熬夜是常事。到了周末,德国同学都去享受惬意的休闲时光,他仍泡在实验室里。肚子饿了,薛龙建就边做实验边煮意大利面条,因为即便做实验忘了时间,这种面条也久煮不烂。

一股倔劲做科研

薛龙建毕业前,德国有不少大公司向他抛来橄榄枝,极力劝他留在德国。但他每次都婉拒:“科学没有国界,但科学家有自己的国家。从出国的那一刻起,我从来就没想过要留在国外。”

薛龙建研究的仿生粘附与摩擦材料课题在德国开展得如火如荼,处于全球领先水平。而中国相关研究还处于起步阶段。基于这些原因,薛龙建回国的心情更加急切。

回国后,薛龙建醉心研究,全年无休、夜以继日的工作状态和节奏一直延续至今。年幼的女儿常问他:“爸爸为什么一直加班?”他的回答是:“爸爸的科研工作像是搭积木,想要搭得又高又大又好看,就必须夯实基础,而这只能通过一次又一次的实验才能做到。”觉得这样回答女儿听不懂,他索性简短地回答:“爸爸喜欢工作。”

从出国留学到回国研制出功能强大、应用前景广阔、会“飞檐走壁”的迷你软体机器人,薛龙建一直奋战在科研第一线。他常说:“我觉得任何一个立志报效祖国的科研人员,站在我的角度上都会产生一股倔劲——我們必须拥有属于自己的核心技术。”

图片由本文作者提供 编辑 钟健 12497681@qq.com

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