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广州日报: 造智能机械 看“斗转星移”

AG平台 www.ahbyn.cn 时间:2018-12-25单位:党委宣传部浏览量:70

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  广州日报12月25日A7版讯(广州日报全媒体记者罗桦琳)“如果再让我选择一次,我可能会学历史;但正是工科,让我看到了一个不同的世界?!倍嗄甏邮轮圃旃こ逃刖芄こ萄芯康募幽么蠊こ淘涸菏慷湃缧榻淌谡庋?。这位工科教授酷爱文学历史、天文地理,他将“大道至简”的道理用于工程研究,带领团队研发出多个世界领先的研究成果。他正在写一本名为《时间之旅》的科普书籍,讲述古今中外对于时间的探究历程。

  2017年,他当选为加拿大工程院院士。2018年,他从香港回到母校华南理工大学,筹建华工国际校区的“吴贤铭智能工程学院”。该学院成为融合机械工程、电子工程、计算机工程等多学科的新工科学院。

  师从泰斗:书香世家爱历史 名师高徒志向远

  杜如虚生于书香世家,爷爷曾在福建龙岩创办了第一所新学;外公是第一代中国留学生,曾在德国汉堡大学留学。杜如虚的父母皆毕业于中山大学医学院。为响应抗美援朝,他们远赴长春第一军医大学就职。1962年,八岁的杜如虚随父母回到广州照顾外婆,在广州一直到1985年出国。

  1977年,在工厂工作了四年,表现优异的杜如虚入选为工农兵学员。他本来有个机会报考中山大学历史系,“当时很想学文,学历史可以说是一个梦想?!钡钪栈故茄≡窳死砉た?。1980年他考上华南理工大学自动化专业?;匾淦鹪诨さ那笱暝?,杜如虚表示:“我是自动化系第一届研究生。这段学习经历让我接触到前沿科技,也产生了走出国门、到国外留学的想法?!?/p>

  后来,杜如虚成为世界制造工程界泰斗吴贤铭教授的学生?!拔饨淌诙匝笱细?,学问更是高深。当时美国的绝大多数科研项目都掌控在白人手里,吴教授作为一个华人,一举拿下美国国家重点实验室项目。他是智能工程的先驱者?!倍湃缧槭俏庀兔淌诘牡?9个博士?!岸魇Σ唤鼋套鲅?,也教做人。很多东西,多年后回味老师的话,才恍然大悟?!彼远魇Τ渎屑?。

  师法自然:机器鱼游白鹅潭 文化融入机械里

  在近40年的教学和科研生涯中,杜如虚做过多个制造工程及精密工程课题,他介绍了自己和团队正在进行的一个有代表性的项目——机器鱼。

  “鱼是如何在水中运动的呢?大约10多年前起,我们的团队开始研究鱼类的运动。所谓师法自然,经过三次大的突破,我们研究出了世界上领先的机器鱼?!倍湃缧樵诎旃业拇テ恋缒陨弦槐呋家槐呓步猓骸坝憧堪诙舶屠从斡?。不同的鱼有不同的摆动方式,吞拿鱼摆动的方式是‘C’形,鳗鱼摆动的方式是‘S’形。我们仿照鱼的骨骼和肌肉设计了一个拉线结构,能够很好地模拟鱼的摆尾运动,因此大大提高了机器鱼的效率。接着,我们注意到鱼尾巴部分是越来越小的,尾鳍没有肌肉。据此,我们又设计了一个具有柔性结构尾鳍的机器鱼。最近,我们又研究了鱼的脑子。鱼的脑子很小,位于头部靠后的位置。但是在游泳过程中,却能很好地控制身体的转弯及上升下潜。这是因为它有一套特别的控制方式。我们模仿鱼脑的控制算法,设计出一个特殊的控制器,使机器鱼的运动更加顺畅?!倍湃缧楸硎?,“他们的机器鱼效率高、功耗低,用两块手机电池就能从容地游过白鹅潭,希望有朝一日能够从广州游到香港”。

  杜如虚院士擅长的另一领域是精密工程,他还特别研究过机械钟表的设计与制造?!敖倌昀?,机械钟表技术突破不大,但它曾经是引领世界发展的高新科技。今天我们所用到的技术,很多都与机械钟表有关?!彼档?,今天我们用到的滚珠轴承、温度传感器等都源自机械钟表?!昂罄吹脑又蛹际醺苌鯣PS技术,影响着我们的生活?!?/p>

  杜如虚对钟表的研究延伸到对时间的研究。最近他正在写一本名为《时间之旅》的书,共有问天、秤水、数声、炼石、飞越五个章节,讲述古今中外对于时间的探究历程。

  基于对历史文化的热爱,杜如虚团队还设计并制作出一只“斗转星移”腕表。这只表的表盘将北斗七星斗转星移的星象融入其中作为日历。未来,团队还将推出“星月同辉”腕表,可以显示斗转星移的年历和中国传统农历的月相。

  回归母校:“三大两小”新理念 智能工程寄厚望

  2013年,他在华工担任兼职教授,义务为母校讲授工程创新设计的课程。2018年,他辞去香港中文大学的工作,全职回到母校筹建华南理工大学国际校区“吴贤铭智能工程学院”。

  智能工程应用涵盖“海陆空”多个领域。杜如虚介绍说:“人是最智能的,人与外部世界互动包括传感、思考、执行三方面。在智能工程中,传感包括看、听、闻、触摸等,主要依靠电子工程技术实现。思考包括学习、决策、预测等,这主要依靠计算机工程实现。执行依赖行动,主要依靠机械工程实现。同时,智能工程的发展还需要新材料,需要借助仿生技术提供新的设计思想及工作原理。因此也需要材料工程和生物工程?!彼獬莆叭罅叫 ?,并表示这一理念将是学院发展“智能工程”的方向。

  杜如虚表示,“吴贤铭智能工程学院”将围绕“国家科技创新规划”等国家战略中对智能制造的发展目标,以机械工程、电子工程及计算机工程等多学科交叉融合,发展“智能工程”新工科。杜如虚表示,“吴贤铭智能工程学院”在学科定位上更具有前沿性,在培养体制方面也会大胆创新,来实现智能工程领域新突破。

  杜如虚提到,国家富强要靠先进技术?!跋M昵崛四艽蚝没?,在智能工程、信息工程、材料、能源、环境等方面做出更大贡献?!?/p>

  杜如虚

  1955年生,多年从事制造工程及精密工程领域的研究。曾任香港中文大学精密工程研究所所长,机械与自动化工程系教授;广州中国科学院先进技术研究所所长,首席科学家。现任华南理工大学吴贤铭智能工程学院教授及建院院长。2012年当选国际制造工程学会院士,2015年当选香港工程师协会院士。2017年当选为加拿大工程院院士。

  诗意人生

  杜如虚兴趣爱好广泛,酷爱读书。他与妻子杨晖结婚三十余年。他感激妻子照顾家庭的付出,曾为她写了一首诗,其中有两句非常感人:“并肩共觉沧桑去,携手倍感两情牵?!?/p>

  创新感言

  创新本身是有风险的。在全球竞争的环境下,创新是势在必行的。中国人很优秀,但在工程领域,做得不够精细。这并不是我们的某一项技术不行,只要将这一块短板补上就可以了。而是各部分不够精细,所以组装在一起就不行了。因此必须精益求精,做好每一个零部件。才能有在全世界都站得住脚的新技术和新产品。建议相关部门在制定相关政策时,一是要持之以恒,长期投入。二是要避免条条框框,让百家争鸣,百花齐放。 ”

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