核心閱讀
之江實驗室高級研究專員李國瑞的科研之路,，和仿生魚緊緊連在一起,。從提出有意思的創(chuàng)意，到成功通過海試,，這條“魚”終于“游”向了深海,。他說,，堅持到現(xiàn)在，是科研的趣味,、成就感,、喜悅感支撐了他。
在世界最深的馬里亞納海溝,，萬米海底處,，一條柔軟的“魚”在輕輕撲翼。這條仿生魚,，源自李國瑞10年前的創(chuàng)意,。那時，他還是一名大學(xué)生,。如今，他已是浙江杭州之江實驗室智能機器人研究中心高級研究專員,。這條“魚”,，也“游”向了深海，“游”上了《自然》雜志封面,。
李國瑞（右二）和團隊成員在做實驗,。趙新原攝
創(chuàng)新，讓軟體機器人一步步游向深海
在李國瑞的手機里,，記者看到10年前“魚”的雛形：與現(xiàn)在這條仿生魚類似的藍(lán)白兩翼,，更短更圓，連著一個簡陋的控制器,�,！澳菚r，我在哈爾濱工程大學(xué)就讀,，學(xué)校倡導(dǎo)科技創(chuàng)新,，我覺得水下機器人有意思，就在大一暑假琢磨著做了一個仿生魚雛形,，能遙控它在水里游動,。”李國瑞說。
大學(xué)畢業(yè)后,，李國瑞考入浙江大學(xué)航空航天學(xué)院交叉力學(xué)中心讀研,。導(dǎo)師黃志龍教授看到他做的水下機器人后，建議他跟著軟體機器人與智能裝備實驗室的李鐵風(fēng)教授學(xué)習(xí),。這個實驗室的科研強項之一,，就是軟物質(zhì)和智能軟材料。李鐵風(fēng)建議：深化這條“魚”的性能,，攻關(guān)智能軟體水下機器人,。
2017年，李國瑞課題組做出電驅(qū)動的水下機器人,，綜合性能相當(dāng)好——游速快,、全透明、低噪音,。成果發(fā)表在《科學(xué)》子刊上,，還登上浙大官網(wǎng)首頁。
接下來朝哪個方向研究,？李鐵風(fēng)和他一起分析：深海水壓那么高,，海洋生物為什么能經(jīng)受住壓力生存？這或許說明在深海環(huán)境,，軟材料比鋼鐵更具優(yōu)勢,。
于是，下一步方向有了：開始研發(fā)深海軟體機器人,！帶著這個異想天開的創(chuàng)意,，李國瑞開始了一步步的探索。
探索,，將“生命之秘”化作“機器之力”
在深�,？瓶贾校詈C器人必須有高強度的金屬耐壓容器保護,，才能抵抗巨大的壓力,。
“造一條能在馬里亞納海溝游泳的機器魚�,！崩顕鹋d致勃勃,。馬里亞納海溝是已知的海洋最深處，低溫,、寂靜,，水壓極高。
在馬里亞納海溝6000—11000米之間,，生活著一種獅子魚,，它的骨骼分布在凝膠狀柔軟的身體中,。從獅子魚身上，李國瑞獲得靈感：“要是將單薄的電子元器件離散分布,，并嵌入柔軟的硅橡膠中,，扛住高壓，不就能擺脫傳統(tǒng)深海機器人必用的抗壓外殼了嗎,？”
深海獅子魚的“生命之秘”化作了“機器之力”,。最后成型的仿生軟體智能機器魚，形似一條深海獅子魚,，長22厘米,，翼展寬度28厘米，大小如一張A4紙,。兩個會撲動的側(cè)鰭,，與軀體的“肌肉”相連。當(dāng)機器人電池發(fā)出的電信號經(jīng)過“肌肉”時,，這些“肌肉”便會舒張,，通過節(jié)律性撲翅實現(xiàn)游動。
2019年12月,，仿生魚潛至馬里亞納海溝深處,。海試影像記錄顯示，在馬里亞納海溝10900米的地方,，仿生魚實現(xiàn)了穩(wěn)定撲翼驅(qū)動,。2020年8月27日，仿生魚在南海3224米深處成功游泳,。
這條“魚”能“游”上《自然》雜志封面,，在于它的優(yōu)勢和價值。目前,，深海機器人的抗壓外殼成本高昂。仿生魚又輕又靈巧,，重量還不到200克,，而且成本遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的深海機器人�,！败涹w機器人有很多特殊優(yōu)勢,，對復(fù)雜環(huán)境、極端環(huán)境,、惡劣環(huán)境適應(yīng)性都好,。”李國瑞說,，未來或?qū)⒖吹�,，軟體機器人深入有待探索的深海區(qū)，在珊瑚礁、水下洞穴中穿行,，參與海洋監(jiān)測,、海洋污染清理和預(yù)防、海洋生物多樣性保護等諸多工作,。
堅持,，在挫折的苦后體味成功的甜
圓臉，笑容陽光,，背著雙肩包——李國瑞出生于1990年,，是一名90后科學(xué)家。
90后科學(xué)家向往什么,？李國瑞向往活潑的生活,，“我的生活太單調(diào)了，除了科研,，還是科研,。而且，做科研有很多‘痛苦’,�,！�
“做這條仿生魚，苦苦堅持才成功,�,！崩顕鹪竟烙嬕荒曜龀晒Α]想到,，這一做就是3年,。
2018年到2019年，李國瑞經(jīng)常去上海海洋大學(xué)做模擬深海試驗,。沒想到,，深海這個完全陌生的領(lǐng)域，給了他悶頭一棍,。
各種各樣的失敗接踵而來,。元件壓壞，人工肌肉不能驅(qū)動,�,！昂煤玫娜斯ぜ∪猓蠢聿慌聣毫�,。但一到深海環(huán)境,，驅(qū)動就失效。是電的原因,，還是機械原因,？”李國瑞說,，光弄清這個問題就足足折騰了一年，才確定是材料特性——高壓和低溫下,，會導(dǎo)致驅(qū)動失效,。
“每次深海裝備試驗，只能排除一個科學(xué)問題,，然而試驗成本卻十分昂貴,。每次回到課題組匯報試驗的失敗情形，其實都需要一定的勇氣,�,！被貞洝巴纯唷钡年J關(guān)經(jīng)歷，李國瑞忍不住笑了,。
因為一條“魚”,，李國瑞的生活更“無趣”了。申請出國交流兩年,，去了3個月,，他就趕回國繼續(xù)做實驗。2019年做海事試驗前,，他將器械理好給合作方,，當(dāng)天啟程去外地開會。沒想到路上接到電話：電池短路了,。他當(dāng)晚就趕回杭州,，重新準(zhǔn)備海試器件。
“但這趟折返太值了,，馬里亞納海溝的萬米海試,，就是在這次做成功的�,！崩顕饝c幸地說,。
2020年8月，李國瑞和團隊到南海試驗,，在海上漂泊多日,，其間還遇到了臺風(fēng)。李國瑞回憶說：“船跟著浪一直搖,，人都暈乎乎的。臺風(fēng)過后,，夜里海況條件轉(zhuǎn)好,，我們馬上開始試驗。凌晨3點,，我們在主控室里盯著機器魚,，看著它在海底張翼,，成功完成預(yù)定游動，那一刻實在太激動了,。雖然做科研有很多‘痛苦’,，但‘痛苦’之后的快樂是巨大的！”
李國瑞笑著說：“做自己擅長的工作,，才能做得更好,。盡管做科研免不了挫敗和‘痛苦’，但堅持到現(xiàn)在,，還是科研的趣味,、成就感、喜悅感支撐了我,�,！�
【責(zé)任編輯:周勇
】