编者按
传承航天精神、践行强国担当,火箭院多个人物(团队)获评集团公司航天精神荣誉奖,他们的事迹里浓缩着成功背后的故事、他们的奋斗里流淌着生生不息的航天精神,他们让航天精神永续弘扬,让航天事业后继有人。
本期“传承航天精神 践行强国担当”栏目,为您介绍火箭院北京精密机电控制设备研究所吕博瀚怀揣拳拳报国之心,将自己的学识贡献于祖国航天事业发展中的经历,他坚守科技自立自强的信念,不仅在航天领域深耕细作,更勇于跨界,将先进的航天技术应用于医疗领域,在“航天报国”这份答卷上不断书写新的故事。
吕博瀚:追求超越 永不止步
怀揣报国之心,选择扎根航天,踏上机器人末端操作灵巧手研究的漫漫征程;面对困难与质疑,初心不改,一往无前,倾注心血却甘之如饴,使产品性能指标比肩世界一流……坚持科技自立自强,北京精密机电控制设备研究所吕博瀚以航天技术跨界解决医疗领域难题,在实现理想、追求超越的路上,永不止步。
迈出灵巧手研制关键一步
吕博瀚与中国航天的故事要从9年前说起,彼时,25岁的他站在人生的十字路口:一边是专业对口的美国常春藤盟校抛来的橄榄枝;另一边,我国空间机械臂末端操作仿人灵巧手的技术空白亟待填补,中国工程院院士、航天伺服技术专家曾广商决定招一名深耕这一技术方向的博士生。机缘巧合之下,吕博瀚邂逅了年过七旬、白发苍苍却依然奋战在科研一线的曾广商院士,被航天人肩负的家国使命深深感染:“选择航天,就是做‘国家事’、担‘国家责’。”他希望自己也能以已所学,为国所用。
在人体206块骨骼中,有54块在手上,驱动这些骨骼的手部肌肉结构和神经系统分布极其复杂。用于机器人末端的灵巧手集机械、电子、驱动、控制、传感、智能等10多个专业于一体,吕博瀚硕士期间专业方向偏向于算法和理论研究,“当时,曾广商院士看了我基本都是满分的成绩单,笑着说,‘你学习能力很强,我相信你。’”如愿成为中国航天人、成为曾广商院士的亲传弟子,吕博瀚下决心一定不负期待,跨专业啃下 “硬骨头”。
从此,吕博瀚将办公室搬进车间。白天,画图、写设计方案;晚上,自学软件开发、琢磨手部解剖图谱,常常不知不觉就到了第二天凌晨。他用最便宜的面包板搭信号电路,用廉价的玩具电机代替专业伺服电机,刻苦钻研控制算法,直至熟练掌握机电一体化系统所有技术分支。
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凭借不服输的拼劲,吕博瀚逐一攻克多项关键技术——15自由度灵巧手第一轮样机诞生了。
性能指标比肩国际先进
样机研制成功只是起点,“既然要做,就要做到最好”的信念始终根植在吕博瀚心中。
在迭代研制的过程中,很多零件在市场上买不到,业内也没有相关制造工艺,吕博瀚只能自己画图、组装,仅灵巧手关节外的保护管一项,就曾历经多次优化。他尝试用自行车轧线管来做保护管,但那过于笨拙;改用定制细波纹管来代替,控制精度远不达预期,寻寻觅觅,终于选定微型弹簧管,它在保障手部动作精准的同时,又能有效防止性能老化。
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为了打磨细节,吕博瀚一头扎进车间,与车床、零件朝夕相伴。历经无数次推敲、设计、试验、推翻、再设计,新一轮仿人机器人灵巧手诞生了,它触觉感知敏锐、动作精准有力,具备双臂双手精细操作能力,性能指标可以媲美世界顶级公司研制的产品,技术和元器件也完全实现自主可控。
让航天科技惠及民生
技术的生命力在于应用。由于未找到明确的应用牵引,2021年,灵巧手团队的成绩不太理想。这个结果让吕博瀚始料未及,灵巧手下一步的路在何方?他有些迷茫。
情绪低落的吕博瀚坐在单位外面的台阶上发呆,突然,手机收到几条彩信,是曾广商院士亲手写下的自己对机器人灵巧手一些关键技术点的看法和推导思路,他还认真地手绘了多张图纸。吕博瀚的视线模糊了:“曾广商院士高瞻远瞩,关注的是中国航天发展的战略层面。让空间机械臂长出灵巧手,对我国空间在轨服务和国防安全的意义极其深远。这承载着几代人的梦想,每一步都会很艰辛,但绝不能止步不前……”
曾广商院士的信息犹如一道光,驱散了吕博瀚心头笼罩的阴霾,他坚信,自己一定能在灵巧手研制中创造更多可能:“我们自主研发的仿人机器人灵巧手的精度已经足够高,它除了在未来能应用于浩渺的太空,是不是也可以服务民生、造福大众?”
一个偶然的机会,吕博瀚从医生朋友处得知,我国曾斥巨资从国外进口心脏外科手术机器人,但对方却拒绝提供技术支持,最新一代产品还禁止对中国发售用于临床医学。一套售价千万元的设备,才做了10台手术,末端灵巧操作臂就要强行报废。不想受制于人,就必须手握核心技术。吕博瀚决心要用航天专业技术积累,为我国医疗装备辟出一条新路。瞄准被称作“上帝之手”的高端医疗装备——单孔心脏外科手术机器人的微型灵巧末端操作器,他展开论证攻关。
线上会议、视频电话,吕博瀚与医院的心脏外科专家深入交流,仔仔细细地观察手术影像,再结合医院采购的老设备进行研究。双方经过近4个月的研讨,形成了可行性方案。
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通过验证,吕博瀚团队的技术方案过硬,成功立项国家重点研发计划,为我国高端医疗装备的发展做核心技术储备。
一个人的精力是有限的,如何在短短几年间实现那么多突破?吕博瀚略思考了一下,说:“其实,一个人有多少聪明才智、能否取得真正有价值的成就,关键要看他是否有成就一番伟大事业的强烈意志和执着追求。当个人追求符合国家利益,才能产生强大而持久的精神力,中国航天就是可以激发巨大而持久精神力的事业。”他似在解答疑问,又似在道明长久以来的那颗名为“航天报国”的赤子初心。
文稿:李心韵
图片:李心韵
美编:冯妙然
编辑:王海露
监制:王涑