“动物和折纸：未来机器人发展的无尽灵感”

4月2日晚上，复旦大学智能机器人研究院青年研究员、博导方虹斌教授为我校高一学生带来了一场精彩的复旦博学计划讲座——《动物和折纸：未来机器人发展的无尽灵感》，让二附中学子享受到了一番科学精神与知识的饕餮盛宴。

从动漫中的铁臂阿童木到流浪地球中的外骨骼，从六十年代的钢铁怪兽到如今的柔软流体……方教授首先为我们讲解了机器人的发展史。他从机器人在上世纪的滥觞讲起，旁征博引为我们梳理了机器人发展的基本脉络：能量供应由连续变为间断，工作环境产生不确定性，工作对象增加交互的需求，以及状态向量得到更多的自由度。一言以括之，人们需要刚柔耦合，可以变形与协作的机器人。目前的发展趋势主要是对腿式机器人和轮式机器人进行研究，美国已经研究出了可以后空翻的样本。而目前进行的前沿研究，我国仍然落后于国际。这一事实激起了我们改变现状，振兴国家的使命感，但也产生了深深的思考。

接着方教授引入了本次博学计划的第一个关键词“动物”。仿生学是机器人制造中的重要一环，对于机器人种类的创新有极大意义。方教授的团队正是通过研究蚯蚓等动物进行移动机器人的设计。蚯蚓是典型的环节动物，具有显著的分节和刚毛特征，呈现非线性弹性结构的身体本征，有助于其通过地下土壤进行移动。通过mN级触力测量单位，测量属性并使用弹簧片等重构其纵向、环向肌肉，方教授成功制得了机器人的雏型。为了优化行动模式，经过多次的实验尝试，最终选择了仿生步态生成器来控制肌肉的后退蠕动波传动，实现了机器人的移动。在解决了弹簧片摩擦系数不足导致的黏滑运动后，实验真正的成功了。在讲座中，方教授生动讲解了实验不断出现问题，然后被逐步解决的经历，让二附中学子们认识到了做科学研究，必须有锲而不舍，屡败屡战的精神。

在这之后，方教授讲授了题目中第二个关键词“折纸”的含义。随着机器人的体积精度愈发细微，传统的“分部设计-分部制造-组装”制造流程已经不再适用。而“折纸”技术，也就是将2D材料通过折痕折叠形成3D结构有着很好的发展前途。无论是其柔软性还是易更换性都符合机器人未来的发展趋势。方教授团队利用折痕设计和激光切割技术实现了仿生蚯蚓机器人单个分节的折纸化。其中，教授展示的“基于Yoshimura折纸结构的仿蠕虫移动机器人”的视频更是给我们留下了很深的印象。

在这次博学计划中，我们不仅学习了机器人知识，更养成了科创意识与科学探究修养。睽诸已往，每次的博学计划都会给我们带来全新的体验与感想。相比于知识的积累，或许每次博学计划中更重要的是教授们带来的人文关怀与探索精神，我们将会受益终生。

【撰稿：高一（8）班  许思杭；审稿：唐晓鹏】