文/麗君
薛龍建
薛龍建和團(tuán)隊(duì)研發(fā)的迷你軟體機(jī)器人相對于傳統(tǒng)的機(jī)器人具有極大的自由度和變形能力,在生產(chǎn)生活、醫(yī)療救援、航空航天和軍事等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。
17 歲時,薛龍建以優(yōu)異的成績考入武漢大學(xué)化學(xué)基地班,在國內(nèi)讀完了本科、碩士、博士。2009 年,他前往德國攻讀博士后,6年后學(xué)成回國,從事仿生材料領(lǐng)域的科學(xué)研究。
薛龍建有一股狠勁兒,他的座右銘是:科學(xué)研究要不斷突破、超越、做NO.1(第一)。
當(dāng)時,我國微型機(jī)器人的研究還不夠成熟,在結(jié)構(gòu)黏附材料的研發(fā)方面、出現(xiàn)了“卡脖子”的設(shè)計(jì)瓶頸。薛龍建回國后的第一道難關(guān)便是找到適合迷你軟體機(jī)器人所用的材料。那時,我國很多迷你軟體機(jī)器人所用材料是水凝膠,這種材料不耐高溫,也不耐低溫,導(dǎo)致水凝膠機(jī)器人的使用區(qū)域受限。
薛龍建和他的課題組克服重重困難,多次實(shí)驗(yàn)之后終于敲定:選用硅橡膠作為軟體機(jī)器人的主體材料。硅橡膠不僅耐高溫和低溫,還具有耐酸堿不易腐蝕等特點(diǎn),用硅橡膠制作的軟體機(jī)器人不受區(qū)域限制,而且對人體無害。
解決了第一道難關(guān),緊接著第二道難關(guān)又?jǐn)[在薛龍建面前:當(dāng)時的迷你軟體機(jī)器人普遍缺乏足部設(shè)計(jì),僅能在粗糙或者具有特殊結(jié)構(gòu)的表面行走,面對光滑或者有水的表面都無能為力。
憑借在仿生材料領(lǐng)域長期積累的研究經(jīng)驗(yàn),薛龍建和他的課題組嘗試在機(jī)器人上引入仿壁虎腳趾剛毛的足部,這樣迷你軟體機(jī)器人便有了自己的“腳”。而由仿壁虎剛毛的微米三棱柱陣列組成的“腳”,相當(dāng)于給機(jī)器人穿上了最好的“防滑跑鞋”,在粗糙或光滑的平面上均能獲得足夠的抓地力。迷你軟體機(jī)器人的步態(tài)也借鑒了壁虎腳的取向黏附能力和尺蠖前后足交替運(yùn)動模式。使得機(jī)器人在傾斜30度的光滑表面上,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定停泊而不發(fā)生滑移。
整整5年,薛龍建和課題組經(jīng)歷了數(shù)不清的不眠之夜,最終讓迷你軟體機(jī)器人擁有了“飛檐走壁”的本領(lǐng)。這款功能強(qiáng)大的迷你軟體機(jī)器人在國防軍事和生產(chǎn)、生活的許多領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。此外,由于軟體機(jī)器人具有較大的自由度和變形能力,在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也值得期待。比如讓機(jī)器人通過定向控制到達(dá)身體中的指定位置,將藥物準(zhǔn)確地放置于病灶點(diǎn),這樣不僅可以提升治療效果還能緩解病人的痛苦。
薛龍建剛到德國時,語言課上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,說著拿了一個相機(jī),指著上面的“Made in China(中國制造)”問薛龍建:“你是不是很自豪?”聞聽此言,薛龍建心中五味雜陳,因?yàn)槟莻€相機(jī)只有鏡頭蓋是中國造的,核心技術(shù)仍掌握在其他國家手里。
2009 年至2015 年之間,薛龍建先后在德國奧斯納布呂克大學(xué)、基爾大學(xué)和馬克斯普蘭克聚合物研究所深造。在國外的研究工作和成長過程中,薛龍建一直把回國發(fā)展、報效祖國作為自己的唯一目標(biāo)。
德國先進(jìn)的工業(yè)制造能力和科技研發(fā)實(shí)力,讓薛龍建意識到國內(nèi)與其存在的差距。他抓住一切可以利用的時間拼命學(xué)習(xí)。德國的冬天異常寒冷,為了不被凍感冒,薛龍建看一會書就要起身運(yùn)動一下,但后來他發(fā)現(xiàn)這樣影響學(xué)習(xí),便干脆找來毯子搭在膝蓋上,腳下踩個熱水袋取暖。等看書看到入迷時,腳下的熱水袋早已涼透,那個冬天,他的腳上滿是凍瘡。
對薛龍建來說,做實(shí)驗(yàn)時通宵熬夜是常事。到了周末,德國同學(xué)都去享受愜意的休閑時光,他仍泡在實(shí)驗(yàn)室里。肚子餓了,薛龍建就邊做實(shí)驗(yàn)邊煮意大利面條,因?yàn)榧幢阕鰧?shí)驗(yàn)忘了時間,這種面條也久煮不爛。
薛龍建畢業(yè)前,德國有不少大公司向他拋來橄欖枝,極力勸他留在德國。但他每次都婉拒:“科學(xué)沒有國界,但科學(xué)家有自己的國家。從出國的那一刻起,我從來就沒想過要留在國外?!?/p>
薛龍建研究的仿生粘附與摩擦材料課題在德國開展得如火如荼,處于全球領(lǐng)先水平。而中國相關(guān)研究還處于起步階段?;谶@些原因,薛龍建回國的心情更加急切。
回國后,薛龍建醉心研究,全年無休、夜以繼日的工作狀態(tài)和節(jié)奏一直延續(xù)至今。年幼的女兒常問他:“爸爸為什么一直加班?”他的回答是:“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(shí)基礎(chǔ),而這只能通過一次又一次的實(shí)驗(yàn)才能做到。”覺得這樣回答女兒聽不懂,他索性簡短地回答:“爸爸喜歡工作?!?/p>
從出國留學(xué)到回國研制出功能強(qiáng)大、應(yīng)用前景廣闊、會“飛檐走壁”的迷你軟體機(jī)器人,薛龍建一直奮戰(zhàn)在科研第一線。他常說:“我覺得任何一個立志報效祖國的科研人員,站在我的角度上都會產(chǎn)生一股倔勁——我們必須擁有屬于自己的核心技術(shù)?!?/p>