围绕载人航天与探月工程、核电安全工程、助老助残康复等领域的重大需求,开展遥操作机器人的前沿基础与关键技术研究,“智造”出属于中国的高端机器人,创造一个个中国奇迹。由东南大学仪器科学与工程学院宋爱国教授领衔的遥操作机器人技术团队日前成功入选第二批“全国高校黄大年式教师团队”。
“顶天立地”做科研,多项成果用在探月工程等重要领域
在宋爱国的领衔下,团队由宋光明、李会军、徐宝国等12名教师组成。通过相互协作,连续突破了遥操作机器人的力感知、力反馈、力控制三大关键技术,研制成功系列化的高精度多维力传感器、力反馈执行器、力反馈手控器和遥操作控制器等核心部件,取得一批国际先进水平的学术成果。
“我们的科研成果要‘顶天’。” 在东南大学机器人传感与控制计划实验室,团队“领头雁”宋爱国教授介绍,比如2016年9月“天宫二号”上天,团队研制的航天员在轨操作力的测量传感器以及测量系统成功保障了航天员的在轨训练任务;2021年4月,团队研制的空间站大型机械臂在轨遥操作分系统和小型化高精度航天员在轨操作力测量系统随空间站天和核心舱发射升空,保障了我国载人航天工程任务的实施……
航天员在失重环境下,肌肉松弛会造成钙流失与肌肉功能退化,生物力学发生变化,肢体出力情况跟地面相差很大。所以,“神舟七号”出现过开舱门困难的情况。那么,人在失重环境下肌肉到底能产出多大的力?之前只有美国和俄罗斯有这个数据。“受中国航天员科研训练中心的委托,我们从2008年开始研制高精度的多维力传感器与航天员操作力测量系统,对空间站内航天员13种操作力、36种操作方式进行精确的力测量。”宋爱国说,经过20余年的基础研究和技术攻关,团队先后研制成功高精度的机器人六维力传感器、仿生柔性触觉传感器、小型化的力反馈执行器等人机交互遥操作机器人核心元件或装置,以及四种类型的遥操作移动机器人系统,均在我国载人航天与探月工程、核电工程等重要领域得到应用。
生活简朴,穿着20多年前的西装
“科研成果还要‘立地’。‘顶天’是瞄准世界科技前沿技术,并将科研成果转化,推动我国遥操作机器人技术发展。‘立地’则是指我们的研究既能够进行空间探测又关心民生落到实处,满足老年化的基本需求。”宋爱国说,团队积极将航天科研成果转化应用于核电安全工程、助老助残康复等国家重大工程与民生领域,将实验室的科研成果“飞入寻常百姓家”。
“国家杰出青年基金”获得者,“中国青年科技奖”获得者,“新世纪百千万人才工程”国家级人选,“全国优秀科技工作者”……虽然无数荣耀加身,但宋爱国的生活特别简朴。出差从来不坐一等座、早饭只吃两个包子,平时衣着朴素,遇到需要着西装的场合,就穿20多年前结婚时的西装,领带居然还是校庆发的纪念品,私下里团队成员和课题组学生都称他为“最不像著名教授的教授”。
高负荷工作,头晕后冷水冲脸继续干活
作为团队带头人,宋爱国肩负教学、科研、管理三头重担,因为长期高负荷工作,因过度劳累甚至遇到在赶往北京航天城的路上。“那次,我们一起去北京航天城出差做实验。在地铁换乘的时候,宋老师忽然头晕,站立不稳,当时吓得我手足无措。没想到,宋老师直接冲到一个水池旁,拿凉水拼命冲脸,之后又像没事一样,继续跟大伙一起往航天城赶。”回忆起多年前的“惊魂一刻”,团队成员李会军教授依然心有余悸。
“在科研的浩瀚星空中,每个人就像一颗渺小的星星,只有聚集起来才能闪耀太空。”宋爱国说,如今的成绩是属于团队的每一位成员,“被评选为‘黄大年式教师团队’是对我们的肯定和鼓励,未来我们将继续紧跟国家重大战略需求,实现科技报国。”
南京日报/紫金山新闻记者 何洁
通讯员 唐瑭