张晴丹

刚进入美国北卡罗来纳州立大学，在机械航空系副教授尹杰课题组的最初半年里，漆方杰不知道该干吗，对课题也没什么想法，成了实验室里最晚去、最早走的“摸鱼人”。但对科研心存热爱的他，远赴大洋彼岸一心求学的初心从未改变，于是他逼迫自己走出这种糟糕的状态，靠夜以继日地做实验填补内心的迷茫，找到了读博的真正意义。

终于，经过两年的自我淬炼，漆方杰脱胎换骨，并在近日收获了人生中第一篇美国《国家科学院院刊》（PNAS）论文。在尹杰的带领下，漆方杰研发出一种能像轮胎一样滚动、像陀螺一样旋转、像卫星一样绕轨道运行的新型软体机器人。

靠人工或计算机控制行为能力的机器人，往往需要电源、控制系统、传感器等，这使得这类机器人在性能上会有所受限，无法做得很软。

“我们这款软体机器人由带状液晶弹性体制成，能像麻花一样扭曲，把两端黏在一起可形成一個类似手镯的圆环。当它被放置在55摄氏度的物体表面时，就会自主滚动，表面温度越高，机器人滚动的速度就越快。”论文通讯作者尹杰介绍。

有趣的是，该机器人能产生3种运动：第一种是从里往外翻转；第二种是能沿着自己的圆心自转；第三种是围着环外的一个点转动，就像行星公转一样。

这项研究的一大亮点是动力来源不同。这款软体机器人由物理智能控制行为，这意味着它的行为是由其结构设计和材料决定的，而不是由计算机或人类干预决定。

“这款软体机器人还可以像蚂蚁一样贴着物体的边缘走。通过实验发现，无论它被放到正方形还是三角形的空间里，都能够找到边缘，并沿着边缘运动，绘制出空间的轮廓。它还可以识别边缘上的缺口或损坏。”论文第一作者漆方杰说。

“这种功能对于帮助我们导航或绘制未知环境的地图非常有用。而且由于体软、耐热等特性，它可以替代硬型机器人到高温环境中执行任务。”漆方杰指出。

早在两年前，尹杰团队就已经有一篇关于“螺丝粉”（螺旋状的意大利面）机器人的论文发表在PNAS。所以这次，他们打算冲一下《自然》。

然而，最强调创新性的《自然》却让他们“吃了闭门羹”。杂志编辑认为这次的新型软体机器人与上一个“螺丝粉”机器人没有太大区别。

虽然使用的材料与“螺丝粉”机器人一样，都由液晶弹性体制成，但尹杰认为这次成果最大的卖点在于结构设计。

为了更好地介绍这款机器人及其背后的机制原理，他们精心“打造”出一篇长达4000字的文章，抱着再试一试的心态，将文章转投给《科学》。《科学》编辑认为这项研究的确非常有意思，但提出了问题：对于为什么叫软体机器人的解释，编辑未能被说服。

没有被秒拒，也就还有争取的余地，只要按照编辑的问题细改，发表也许指日可待。

在改文章或改投其他期刊间反复纠结了很多次后，为保险起见，他们最终还是决定投给PNAS。“虽然很想再坚持一下，但做科研最崩溃的就是自己的idea被其他课题组抢先发表。而这项工作已经做了很久，我们怕这个idea很快会被其他同行想到。”尹杰说。

“虽然前两次投稿都失败了，但也有一定好处，根据这两个杂志的编辑给出的意见，我们对文章做了雕琢，把这款软体机器人的说明、不同点、创新点讲述得更加明白。这让我们的研究能更完美地展示出来，文章成了‘螺丝粉’机器人那篇PNAS论文的姊妹篇。”尹杰表示。

起初，漆方杰认为制造工程读到硕士就可以了，毕业后应该去企业。但他对科研的喜爱之情日渐浓厚，决定继续读博。他一眼便相中了尹杰课题组，也成了本科同学里为数不多的读博的人。

“尹老师团队做的软体机器人简直太酷了！这对我们这种还停留在传统机器人认知层面的人来说，觉得很神奇。”漆方杰刚进课题组时，正值“螺丝粉”机器人的研发工作进行中。

但他憧憬的科研生活与现实产生了割裂。以往他做的工作都非常工程化，为了得到一个结果不停地试验和调整，直到得出最好的结果。漆方杰早已习惯这种以结果为导向的研究方式，而尹杰课题组是由现象驱动进行研究。

两种截然不同的方式产生的冲突，让漆方杰举步维艰。这种无序内耗的状态持续了半年之久，他意识到必须要做出改变。于是，漆方杰就像上了发条一样，逼着自己有劲儿就往实验上使。

就这样做着做着，原本条状的机器人，被他设计成了环状，就像打开了新世界的大门，一切的现象、原理、机制都发生了翻天覆地的改变。他也成功蹚过“低谷期”，走上了正轨。尹杰自由、开放式的引导，给了漆方杰更高的自由度、更宽广的发挥空间，因而进步神速。

他不再是提早下班的“摸鱼人”，而是具备独立思考和执行能力的科研人。就像尹杰常对学生说的那样，“你们不是来给我干活的，而是给自己干活的”。