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葡京国际开户:大学毕业后 李国瑞考入浙江大学航空航天学院交叉力学中心读研

时间:2021/3/29 15:03:04   作者:   来源:   阅读:0   评论:0
内容摘要:之江实验室高级研究专员李国瑞的科研之路,和仿生鱼紧紧连在一起。从提出有意思的创意,到成功通过海试,这条“鱼”终于“游”向了深海。他说,坚持到现在,是科研的趣味、成就感、喜悦感支撑了他。在世界最深的马里亚纳海沟,万米海底处,一条柔软的“鱼”在轻轻扑翼。这条仿生鱼,源自李国瑞10年前...
之江实验室高级研究专员李国瑞的科研之路,和仿生鱼紧紧连在一起。从提出有意思的创意,到成功通过海试,这条“鱼”终于“游”向了深海。他说,坚持到现在,是科研的趣味、成就感、喜悦感支撑了他。

在世界最深的马里亚纳海沟,万米海底处,一条柔软的“鱼”在轻轻扑翼。这条仿生鱼,源自李国瑞10年前的创意。那时,他还是一名大学生。如今,他已是浙江杭州之江实验室智能机器人研究中心高级研究专员。这条“鱼”,也“游”向了深海,“游”上了《自然》杂志封面。

在李国瑞的手机里,记者看到10年前“鱼”的雏形:与现在这条仿生鱼类似的蓝白两翼,更短更圆,连着一个简陋的控制器。“那时,我在哈尔滨工程大学就读,学校倡导科技创新,我觉得水下机器人有意思,就在大一暑假琢磨着做了一个仿生鱼雏形,能遥控它在水里游动。”李国瑞说。

大学毕业后,李国瑞考入浙江大学航空航天学院交叉力学中心读研。导师黄志龙教授看到他做的水下机器人后,建议他跟着软体机器人与智能装备实验室的李铁风教授学习。这个实验室的科研强项之一,就是软物质和智能软材料。李铁风建议:深化这条“鱼”的性能,攻关智能软体水下机器人。

2017年,李国瑞课题组做出电驱动的水下机器人,综合性能相当好——游速快、全透明、低噪音。成果发表在《科学》子刊上,还登上浙大官网首页。

接下来朝哪个方向研究?李铁风和他一起分析:深海水压那么高,海洋生物为什么能经受住压力生存?这或许说明在深海环境,软材料比钢铁更具优势。

于是,下一步方向有了:开始研发深海软体机器人!带着这个异想天开的创意,李国瑞开始了一步步的探索。

探索,将“生命之秘”化作“机器之力”

在深海科考中,深海机器人必须有高强度的金属耐压容器保护,才能抵抗巨大的压力。

“造一条能在马里亚纳海沟游泳的机器鱼。”李国瑞兴致勃勃。马里亚纳海沟是已知的海洋最深处,低温、寂静,水压极高。

在马里亚纳海沟6000—11000米之间,生活着一种狮子鱼,它的骨骼分布在凝胶状柔软的身体中。从狮子鱼身上,李国瑞获得灵感:“要是将单薄的电子元器件离散分布,并嵌入柔软的硅橡胶中,扛住高压,不就能摆脱传统深海机器人必用的抗压外壳了吗?”

深海狮子鱼的“生命之秘”化作了“机器之力”。最后成型的仿生软体智能机器鱼,形似一条深海狮子鱼,长22厘米,翼展宽度28厘米,大小如一张A4纸。两个会扑动的侧鳍,与躯体的“肌肉”相连。当机器人电池发出的电信号经过“肌肉”时,这些“肌肉”便会舒张,通过节律性扑翅实现游动。

2019年12月,仿生鱼潜至马里亚纳海沟深处。海试影像记录显示,在马里亚纳海沟10900米的地方,仿生鱼实现了稳定扑翼驱动。2020年8月27日,仿生鱼在南海3224米深处成功游泳。

这条“鱼”能“游”上《自然》杂志封面,在于它的优势和价值。目前,深海机器人的抗压外壳成本高昂。仿生鱼又轻又灵巧,重量还不到200克,而且成本远低于现有的深海机器人。“软体机器人有很多特殊优势,对复杂环境、极端环境、恶劣环境适应性都好。”李国瑞说,未来或将看到,软体机器人深入有待探索的深海区,在珊瑚礁、水下洞穴中穿行,参与海洋监测、海洋污染清理和预防、海洋生物多样性保护等诸多工作。

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