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让机器人具有生命!他历经3年斩获“科学探究奖”

时间:2010-12-5 17:23:32  作者:新闻   来源:经济  查看:  评论:0
内容摘要:文|《我国科学报》记者 王兆昱。10月19日,在第六届“科学探求奖”颁奖典礼上,获奖科学家携亲属在红毯上露脸。我国科学院沈阳自动化研讨所以下简称沈阳自动化所)研讨员刘连庆一家四口也不破例。刘连庆的小女

文|《我国科学报》记者 王兆昱。

10月19日,在第六届“科学探求奖”颁奖典礼上,获奖科学家携亲属在红毯上露脸。我国科学院沈阳自动化研讨所(以下简称沈阳自动化所)研讨员刘连庆一家四口也不破例。

刘连庆的小女儿盼着走红毯,现已盼了3年。8岁的她一心想穿上朝思暮想的公主裙,和爸爸一同走在聚光灯下。本年,她总算如愿了。

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刘连庆一家四口走红毯。

“科学探求奖”于2018年建立,由杨振宁、饶毅、施一公、潘建伟等14位闻名科学家与腾讯公司创始人马化腾一同建议,是现在国内金额最高的青年科技人才赞助项目之一。奖项面向基础科学和前沿技术范畴,每年遴选不超越50位获奖人,每位获奖人在5年内取得总计300万元人民币奖金,且可自由支配。

对刘连庆而言,这3年的等候远不止于一场红毯秀。带着对类生命机器人与微纳控制的未来幻想,他曾三次站在“科学探求奖”的辩论台上。在阅历两次失利后,他愈挫愈勇。

“科研进程中胜败乃兵家常事。”刘连庆笑着说,但自己“钝感力”很强,最后能成功就很高兴。

“‘坚持’干一件事不如酷爱干一件事,坚持给人的感觉是被迫的,而酷爱是自动的。只要酷爱,才干进入心流状况,走得更久远。”刘连庆说。

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刘连庆。

机器人有生命?这不是科幻。

机器人能具有“生命”?听起来像是科幻,但在2024年“科学探求奖”的辩论现场,刘连庆带来了这一幻想的实际版别。

他共享了自己两个“面向未来”的研讨方向:一个是类生命机器人,另一个则是对先进制作至关重要的微纳控制。

幻想一下,当你切开一个机器人,看到的不再是电线和电路板,而是肌肉、血液、细胞这样的生命体系。这种机器人不只具有人形外观,还具有真实的生命机制。

这正是刘连庆的类生命机器人想象。为了将这一“天方夜谭”背面的处理思路和支撑作业阐释清楚,刘连庆在40页辩论PPT之外,又特意预备了40页弥补资料,专门用来答复评委提出的问题。

“现在的仿生机器人,无论是‘大狗’等四足机器人,仍是各种人形机器人,都只是仿照生命的外形。”刘连庆介绍,而类生命机器人将在分子细胞的尺度上,完结机电体系与生命体系的交融。

“机器人最中心的三大功用——感知、驱动与智能,当下依靠的都是机电体系。咱们要把感知变成生命感知,驱动变成肌肉,智能变成神经出现。”刘连庆弥补。

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类生命机器人幻想。

几年来,刘连庆的幻想正逐步转化为实际——将响尾蛇感触热红外信号的离子通道“放进”机器人体系,便是一个最好的比方。

要知道,现有的红外传感器依靠半导体原理,在极低的冷却温度下,才牵强到达0.01K的感知精度。

而响尾蛇能在自然环境中,凭仗眼睛下方颊窝处一个细微的离子通道,精准感知红外信号。在常温常压下,精度到达0.001K。

刘连庆与我国科学院成都生物研讨所、上海药物所和我国科大的搭档协作,具体探求了响尾蛇感触红外的物理机制。

“将大自然亿万年进化的效果直接应用到机器人身上。”带着这样的主意,刘连庆与协作者一同,将蛋白提纯,表达在形式细胞上,并将细胞组成器材。就这样,机器人被赋予了相似响尾蛇机理的生命感知才能。

刘连庆介绍,团队还在探求怎么将肌肉纤维引进机器人体系,以完结生命驱动。

在智能方面,刘连庆团队也在进行开创性测验。他们经过3D打印和体外培育大脑细胞,让机器人根据“碳基大脑”进行简略的路标辨认,并沿着特定途径自主行走。

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类生命机器人的潜在路线图。

“种”出一个科学愿望。

刘连庆的另一个方向——微纳控制,则是类生命机器人思想的起点。

“在我的研讨体系里,这两个方向就像DNA的双螺旋。它们扭打缠抱在一同,不断向前推进。”刘连庆笑着说。

在提出类生命机器人概念前,微纳机器人是刘连庆研讨十多年的“老本行”。微纳机器人,望文生义,是微型机器人和纳米机器人。它们潜力巨大,能够进入人体细微的血管分支,完结精准医疗。

在此进程中,刘连庆常常与细胞、DNA分子、细菌这些极点细微的物质“打交道”,逐步形成了生命科学与机械范畴穿插的“跨学科”思想。

彼时,我国科学院刚发动“战略性先导科技专项”方案,其间,B类先导杰出原创性、引领性和学科穿插,“扩展人类认知的鸿沟”。受此启示,刘连庆不由得考虑——怎么发明一种我们没听过、没想过、没见过的机器人体系?这成了他的一个科学愿望。

正是在这样的布景下,类生命机器人的主意发芽了。

刘连庆的妻子也是大学教师。夫妻二人在家常常沟通科研作业,被一旁游玩的大女儿(其时4岁多)听了去。孩子很单纯,她拿着自己最心爱的玩具“种”在花盆里,仰着小脸问爷爷:“我想种一个玩具,明日能长出来,爸爸的科学愿望也是这样吗?”。

随后的十余年,刘连庆继续投入到类生命机器人的探求,接连得到了我国科学院、国家自然科学基金委、科技部相关项目的支撑。

而在2024“科学探求奖”辩论现场,刘连庆所论述的微纳控制,则展示了拓宽科学鸿沟的更大“野心”。

传统上,机器人被视为制作东西。刘连庆想:能不能将机器人变为丈量东西?究竟,在制作范畴,“没有丈量就没有制作”。

类生命机器人的开展,也相同需求用到微纳控制与丈量。比方,在将带有灵敏离子通道的细胞“移植”到机器人体系的进程中,微纳丈量能够检测到细胞外表的振荡,以及细胞的软硬度,然后知道电信号的巨细。

但是,这一方针的完结并不简单。假如制作精度为10微米,丈量精度则要到达1微米,这对机器人的精度和功能提出了更为苛刻的要求。

“当时,科学研讨有‘四极’:向极微观拓宽、向极微观深化、向极点条件跨进、向极归纳穿插发力。”刘连庆的研讨,一起具有后三“极”的特色。

失利却无低谷期:“钝感力”是诀窍。

完毕辩论的次日上午,刘连庆照旧来到沈阳自动化所,开端了繁忙的作业。微信却一向响,他拿出手机一看,都是好朋友发来的“获奖”恭喜音讯。

“在科研进程中会不断阅历各种辩论,胜败都是常事。这次获奖,很激动。”刘连庆回忆起自己前两次请求“科学探求奖”失利后,女儿还安慰自己。

“太小瞧老爸了。”刘连庆笑着说,自己有一颗“大心脏”和超强的“钝感力”,让他能在科研之路上坚持平缓。

这种钝感力并非麻痹,而是一种专心于科研自身、不过度介意胜败的心态。当被问及有无“低谷期”时,刘连庆坦言:“有时在他人看来我有,但我没感觉到。”。

作为一位导师,曾经有一件事令刘连庆“感到悲伤”。有一篇他和学生投入许多汗水的论文,历经三轮审稿,却终究被世界期刊拒稿。他不为自己惋惜,而是疼爱花了5年为“憋大招”、迟迟不肯宣布论文的学生。尤其是在审稿进程中,这名学生高强度地接连补做了许多试验,仅回复定见就写了40多页。幸亏,那篇论文终究在一本国内顶尖期刊上顺畅宣布,并取得了杰出的反应。在这条路上,他和学生坚决走过的每一步,都管用。

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刘连庆(一排正中)等与学生参与2024年机器人与自动化世界会议(ICRA 2024)。

2024年,是刘连庆冲击“科学探求奖”的第3年。与前两次辩论比较,这次他愈加重视怎么在满意国家严重需求的范畴内进行前沿探求。

这一调整,让他的辩论不只有科学高度,更具实际意义——“在先进制作范畴,既要重视科学的发现,也要重视对国家的奉献。”终究,他赢得了评委的认可。

“这是一个让人着眼于未来的奖项。”刘连庆总结,曩昔的成果,只占整个辩论时刻的一小部分,对未来的幻想和规划才是中心。

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“科学探求奖”2024年颁奖典礼。

比起奖金和荣誉,刘连庆更珍爱“科学探求奖”为青年科学家们供给的沟通平台,尤其是学科磕碰的时机。他等待与更多优异的同辈沟通,发生新的创意。

“科学研讨不能只停留在发论文上。”沈阳自动化所一位教师的话,让刘连庆至今浮光掠影。现在,他的愿望是做好基础研讨,既“顶天”又“登时”。

“科学探求,要从孩子开端。”刘连庆期望,一代代人的酷爱汇成立异之流,奔向未来。

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