一条机器鱼“游”入未名湖
勘探、记录湖底的奥秘
北大这个实验室里的师生们师法自然
制造仿生机器人
让大自然智慧与人类工艺智能相融相生
他设计、制造出仿生机器人
获得国际仿生创新大赛一等奖
作为运动达人,篮球是他的最爱
网球、橄榄球、滑冰、滑雪也都不在话下
他爱北大的美食和美景
用镜头定格燕园雅韵
今年,他获得博士研究生“校长奖学金”
这是北大博士生荣誉性最高的奖项
从自然界汲取灵感,给机器赋能。这些仿生机器人在人类无法触及之处,或高危区域,大展身手。“智能仿生”,这份趣味盎然、又能将研究切实运用于社会的科研方向,吸引着武明信在博士阶段加入北大6163am银河线路智能仿生实验室,师从谢广明教授。
今年5月,武明信以第一作者身份在国际期刊 Advanced Science发表论文,并被选作期刊背封面。论文中,武明信设计了一种新型软体仿生抓取手,可以在水中和空气中多模态抓取广泛类型的物体,具有广阔的应用前景。
制造仿生机器人是一项复杂系统的工程:首先找到并了解模仿对象,其次进行设计及制造,最后是反复测试及迭代。每一个环节的背后,都是无数次的尝试和探索。
结合课题组一贯的优势,武明信开始从水下的万物生灵中寻找灵感。他发现,一种名为发光章鱼的动物在捕食时别有“天赋”。观察其生物学特点,他发现背膜覆盖了发光章鱼的大部分臂长,形成独特的伞形,这样的特点可以通过防止动物从手臂间隙逃逸,增加抓取摩擦力来有效提高大物体和活体动物的抓取可靠性。
武明信的论文登上Advanced Science期刊背封面
受此启发,经过3D打印、模块化浇注技术,武明信设计出了一种软体抓取手。这款抓手可以利用吸嘴被覆盖时发生的流量变化而产生触觉感知能力,辨别物体的大小,除了对不规则物体的自适应抓取外,还实现了难度较大的平面物体的抓取及动物的无损抓取。未来,该软体抓取手将在水下打捞、物流分类、流水线上异类物体的选择和放置等方面大展身手。
软体仿生抓取手的设计
在论文发表的欣喜之前,武明信度过了将近一年半没有产出的“至暗时刻”。从2020年夏天到2022年春论文最后的发表,这一年半的时间里,他没有任何产出。博士通常情况只有四年时间,一年半的沉寂曾让武明信感到焦虑和慌张。
那些日子里,季节暗换、星河流转,一切看似平常而普通,武明信的内心却很不平静,自我怀疑和否定经常性地涌上心头。暗夜里,他对着电话那头的家人,说着说着便掉了眼泪。球场上,他将自己完全放空,用汗水让自己从焦虑中抽身。实验室里,他则更加努力思考研究,化压力为动力,寻求突破。大量文献的阅读、无数实验的试错、组会上和导师及同门研讨……他的功底越打越扎实,科研成果也相继而出。
武明信在实验室中
守得云开见月明,坚持和努力让武明信迈过这道坎。当春日载阳,东风吹皱未名湖水之时,武明信的论文成功发表,三个月内的下载量即达2479次,他也因此获得“Wiley威立中国开放科学高贡献作者”荣誉。这个阶段性成果来得正是时候,让长期处于探索中的武明信感受到对自己科研能力的肯定,从而更加坚定地向前。
武明信和谢广明教授课题组的合影
在这项设计之外,武明信还设计了一种仿生软体两栖机器人,具备出色的地形适应性及全向运动能力,并率先实现了软体机器人的两栖登陆,其成果发表在Advanced Materials Technologies上。
仿生软体两栖机器人的设计
将科研应用到实际生活,让论文与社会发展同频共振。从研究选题开始,武明信便从社会实际的问题出发,思考现实生活中需要进一步改进提升之处,从中找到自己的努力方向,让自己的研究更多地为社会服务。
“早上9点之前到实验室,晚上10点之后走,如果有事情没做完的话,可能还要再晚一点。”
武明信对时间规划得细致、周密,并日复一日地执行下去。他有自己的“周计划”:每周组会上给导师做汇报,总结自己一周的科研进展。周计划下嵌套着的是小的“日计划”:每天到实验室之后,先花上15至30分钟看文献,接下来便完成昨日定下的计划。夜幕低垂时,结束一天的学习科研后,再计划明天要做的事情。
科研成果就在每日的规划中一点点凝聚、积累、写就。井井有条的安排让武明信在繁重的科研任务下,仍能保持专注和热爱。当然,他的日程规划中不仅只有实验和论文,傍晚5点,是他固定的锻炼时间。
武明信参加北大五四青春长跑
武明信可谓是运动达人,用他的话说,就是“基本上什么球都会”。他最喜欢打篮球,而乒乓球、网球、羽毛球、高尔夫、橄榄球、保龄球也都不在话下。他还喜欢滑雪,“单板和双板都会一点”,曾获首届“北大杯”滑雪比赛双板男子季军。而重视体育的北大,自然也是他释放运动活力的大好舞台:他曾获北大“跑射联项环湖赛”一等奖,北大冬季运动会短道速滑1600米第九名,并多次参加北大五四长跑和冬季越野赛等各项运动类比赛。
武明信在体育运动中
被问到今后的人生选择时,武明信说自己喜欢专注当下。他很少对未来有一个宏大的规划,更喜欢做好眼前的事,“不急,把眼前的事情给做好”。他要求自己把手头现有的事情做得更出色一些,为以后作准备。面对校长奖学金的博士生最高荣誉,武明信笑了笑说:“这也只是代表着过去,肯定还是要做好下一步的工作。”
“眼底未名水,胸中黄河月”,每位北大人的眼前,自然是如诗如画的北大校园。已在北大学习多年的武明信,谈到在北大的生活时,眼中流露出深深的喜爱,给他留下深刻感触的有三点:首先,北大以学生为本,同学们的诉求会得到重视、回应和解决;第二,北大很“美味”,足不出校就能尝遍各地美食;最后,北大是优美的,燕园的一年四季都各有韵味。他也会经常在空余时间绕着未名湖走一走,拿着相机拍一拍,把眼中北大的一年四季都记录下来。
武明信镜头下的燕园
在这座园子里生活、学习、科研,武明信说:“北大,对我而言是一个学术圣地。他非常感谢导师谢广明教授给他提供的科研平台,并且给予他很大的学术自由,鼓励他做更多研究方向的探索与交叉,在他迷茫的时候为他拨开云雾,指明方向;这里也有优秀的同侪,与他们同行,武明信也经常提醒自己,每个人都充满闪光点。
“保持谦卑、一直努力。”已在多个领域获得诸多荣誉的武明信,将过往轻轻压在记忆的盒子里,意气勃发、目光如炬地向着未知探索,朝着下一步路,专注地出发了。
博士研究生校长奖学金