文力最初想到“吸盤魚”這個創(chuàng)意，大概是在10年前。

　　那時他還在國外讀書，在研究仿生鯊魚皮項目時，他發(fā)現(xiàn)，盡管鯊魚皮的表面非常粗糙，但總有一種吸盤魚寄生在上面，能夠跟隨鯊魚的游動而游動。

　　這讓他覺得“很好奇”。

　　文力沒有讓這種一閃而過的念頭，停留在只是好奇的程度，而是深入思考、繼續(xù)挖掘。他大量查詢相關(guān)資料，在有限的檔案里尋找這種魚的記載，又前往博物館，觀察儲存的樣本，得知了這種魚的名字——魚。

　　這是一種很特別的魚，頭部生長著一種吸盤結(jié)構(gòu)，能夠緊緊地吸附在鯊魚等魚類身上，還有個有趣的別名，叫“鯊魚吸附者”。

　　從魚的吸盤上，文力看到了研究的前景。如果機器人能夠模仿這種魚的吸附能力，那么，小型機器人在作業(yè)時消耗的能量，將會極大減少。

　　經(jīng)過幾年的研究，北京航空航天大學(xué)機械工程及自動化學(xué)院仿生機器人研究團隊文力課題組，真的打造出了這種“吸盤魚”機器人。2022年5月19日，國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·機器人》發(fā)布了這一研究成果。北航機械工程及自動化學(xué)院2018級博士研究生李磊為第一作者，王思奇、張以遠、宋善源為共同第一作者，文力教授為論文唯一通訊作者。

　　該團隊研制的“吸盤魚”仿生機器人，不但能在水下吸附，還能飛到空中，進行跨介質(zhì)的吸附。

　　在研究的最初階段，讓課題組感到為難的第一件事，是上哪兒去弄魚樣本。沒有魚，研究團隊就很難搞清楚它的結(jié)構(gòu)究竟是什么。

　　“上哪能夠捕捉一條活的，對吧？”文力開玩笑地說。

　　他告訴中青報·中青網(wǎng)記者，這個項目的研究，對他來說就是一個從無到有的過程，“前人沒做過”，一切都得從0開始摸索。他拿到的第一條活的魚，是請海邊的漁民幫忙捕撈的。課題組還咨詢了很多潛水愛好者，通過各種方式去收集這種魚。

　　后來他的研究漸漸有了規(guī)模，能夠在實驗室里專門養(yǎng)這種魚，觀測它的運動模式，研究它的骨骼結(jié)構(gòu)，弄明白它的軟組織是怎么形成的，結(jié)構(gòu)大概是什么尺度，等等。

　　這是一個“比較漫長的過程”。用文力的話說，團隊最大的障礙其實是，他們的研究對象是機器人而不是生物，因此在理解魚的生理結(jié)構(gòu)方面，花了很長一段時間。

　　下一步就是如何仿生，如何精確地將這種結(jié)構(gòu)研制出來。

　　文力提到，團隊用的方法是3D打印、微激光雕刻等技術(shù)，以及設(shè)置軟件驅(qū)動。這一步，就是這個機器人團隊最擅長的事了。

　　吸盤魚機器人就此問世，它可以像魚一樣，吸附在多種物體表面上，吸附力也非常大。

　　早在2017年，文力課題組就已經(jīng)在《科學(xué)·機器人》上發(fā)表封面文章講述這一研究過程。那時，機器人只能游動吸附，是一個階段性的成果，還存在兩大問題。第一個問題是機器人有線纜，行動范圍會被限制，電源之類的東西都在水面上。第二個就是吸盤，那時的吸盤是利用多種材料3D打印出來的，因此有點硬，很難吸附在粗糙或者有曲率的表面上，也很難吸附在不完整的、破損的表面上。

　　為了解決這些問題，文力課題組一方面繼續(xù)學(xué)習(xí)生物，研究魚的吸盤結(jié)構(gòu)到底是怎么回事，另一方面也在進一步考慮機器人如何才能擺脫線纜的控制。

　　文力甚至覺得，這樣的機器人只在水下活動是遠遠不夠的，他希望這個機器人，可以在空氣中完成同樣的功能，“最好還能夠快速‘跨界’”。

　　又經(jīng)過數(shù)年的努力，他們再次做到了。

　　“魚只能做到水下的吸附，我們的研究相當于拓展了仿生的能力，超越了自然，研制出在不同的介質(zhì)中也能實現(xiàn)吸附作用的機器人?！蔽牧χ星鄨蟆ぶ星嗑W(wǎng)記者說。

　　在2022年發(fā)表的《科學(xué)·機器人》論文中，他們所描述的新的“吸盤魚”機器人，不但能夠快速跨越介質(zhì)，還可以在接觸可吸附表面一半時，就能夠吸得很牢。文力向記者舉了個例子，如果吸附表面的中間部分破損，有多個洞，這款仿生機器人依然能牢牢吸附在上面。此外，濕滑、黏稠的表面，機器人也能夠吸附。

　　據(jù)他介紹，這種仿生機器人，可以在“多地形觀測、多介質(zhì)作業(yè)、多環(huán)境探查”等工作中廣泛應(yīng)用，比如野外監(jiān)測、海洋生物調(diào)查等等。

　　在這些年的研發(fā)過程中，文力發(fā)現(xiàn)，自己團隊中越年輕的學(xué)生，越會提一些比較天馬行空的想法。他認為，可能是因為學(xué)生們在思維上沒有太多牽絆，很多時候可以“不按套路出牌”。其中有一些，他覺得可以執(zhí)行，但也有一些可行性不強，或者說從科學(xué)原理上還沒有完全驗證過的。

　　“但是我非常鼓勵學(xué)生們?nèi)ヌ幔ㄗ约旱南敕ǎ?，比不說話要強?！蔽牧φf。

　　這個項目已經(jīng)足夠科幻，如果繼續(xù)往前走的話，他們還有很多設(shè)想，有些甚至顯得有些“瘋狂”。

　　“目前的機器人潛水深度還較淺，空中飛得也不是很高，我們希望機器人能夠擁有更極端的跨界能力，例如：從地球最深處，跨越到太空，在空間環(huán)境下作業(yè)！”他說。

　　文力承認這“非常有挑戰(zhàn)性”，但也“非常有意思”。

　　中青報·中青網(wǎng)記者 張渺 來源：中國青年報