我们来认识一位留学归国青年—— 一位“80后”的海归博士后薛龙建,他海外留学6年,回到母校武汉大学,带领课题组攻克多项技术难关,形成拥有自主知识产权的一系列理论和技术,让我国在仿生黏附材料领域的科学研究赶超世界先进水平。
这几天,薛龙建教授和科研团队,正在对这个身长仅有2厘米、重量仅有0.3克的迷你机器人进行升级换代,这个“小家伙”,相较于传统机器人和多数软体机器人,它能在各种表面运动,并且运动方向与速度可以精准控制,为特殊场景下的应用提供了可能性。这个迷你仿生软体机器人正是薛龙建课题组最近公布的重要研发成果。
武汉大学动力与机械学院 工业科学研究院教授 薛龙建:我们软体机器人的灵感来自壁虎和毛毛虫,模仿了毛毛虫前后脚交替运动的这样一个运动形式,模仿壁虎脚的刚毛设计的这样一个特殊的脚足部结构,就相当于给我们软体机器人穿上了一个最好的防滑跑鞋,能够在光滑、粗糙或者是干燥、潮湿的表面,以及在-20℃的低温或者是100℃的高温环境底下,形成非常好的抓地力,同时它还是一个大力士,它能够承载超过自身重量50倍以上的这样一个重量稳定前行。
2009年,薛龙建前往德国深造学习,本有很多机会留在国外发展,但他在留学期间遇到的一件事,更坚定了他回国的决心。
武汉大学动力与机械学院 工业科学研究院教授 薛龙建:留学期间,有个国际友人拿了一个相机,指着镜头盖上面的“made in china”问我是不是很自豪。说实话自豪是肯定的,但更多感到的是压力和责任感。因为那个相机的芯片等核心部分还是外国制造的,我觉得任何一个有志于报效祖国的科研人员,都会产生一股倔劲,我们也应该有属于自己的核心技术。
正是带着这股子倔劲,海外留学的薛龙建将他所有的时间都投入到仿生材料的研究中,他了解到仿生黏附材料的核心知识产权主要集中在美国和德国,当时国内还处于起步阶段。2015年,薛龙建选择回到母校武汉大学,建立仿生科技实验室,专攻仿生黏附材料研究方向。可是研发的路,却没有想象中顺利。
武汉大学动力与机械学院 工业科学研究院教授 薛龙建:刚回国的时候,我们制作仿生黏附材料设备是比较欠缺的,所以说我们就自己搭建设备,通过不断的优化,我们设计的一系列的这样一个超强黏附材料,在这基础上我们也设计了以石墨烯和硅橡胶复合材料为主体的软体机器人。
薛龙建和团队用了五年时间,通过向树蛙、壁虎、昆虫、爬山虎等动植物学习,设计了一系列具有独特设计的仿生智能黏附材料,获得了可控的、非常强的黏附力,为基础科研及产业创新奠定了良好的基础,并形成了自主知识产权,让仿生黏附材料的核心技术和关键材料可以不再依赖发达国家。
武汉大学动力与机械学院 工业科学研究院教授 薛龙建:不要看我们的仿生机器人比较小,但是它将来可以在废墟狭缝里面进行搜救或者目标定位,甚至可以借助红外光穿透我们的皮肤,在生物体内或者血管内进行药物的递送或者是病灶的检查,在国防、军事、健康、医疗或者生产生活等领域的应用潜力都是非常大的。
薛龙建教授说,这些仿生黏附材料、仿生软体机器人要想在更广泛的领域应用,他们的科研攻关之路还很漫长。希望通过自己在国外学到的一技之长,以及不断的科研积累,能够让这些仿生黏附材料在国家的工业生产、人工智能等领域,有效节约成本,提升效能,促进产业升级发展。
武汉大学动力与机械学院 工业科学研究院教授 薛龙建:做科研就是要不断地突破超越,而不是一味跟从。科学虽然没有国界,但是科学家是有祖国的。作为一名科研人员,一定要心怀家国,在未来,我也希望我们的仿生领域能够做出更多的原始创新,并将新原理、新技术、新材料落到实处,形成产品,最终能够促进我们国家经济的发展。
(总台央视记者 李墨白 杨毅 湖北台 吴彤)
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