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守望極地 勇探未知之境 ———記“感動北航”獲獎人物:南極科考團隊


  王田苗,1960年2月生。曾先后獲得西安交通大學、西北工業(yè)大學的學士碩士博士學位,而后在清華大學國家智能技術與系統(tǒng)實驗室、意大利國家仿生力學實驗室從事先進機器人技術方面的博士后研究?,F(xiàn)任北航機械工程及自動化學院教授,博士生導師,國家教育部長江學者特聘教授,國家杰出青年基金獲得者,國務院學位委員會學科評審專家組成員,國家“十一五”863計劃先進制造技術領域?qū)<医M組長,機器人專業(yè)委員會副主任委員,北航校學術委員會副主任委員。
  長串的頭銜背后,是王田苗教授兢兢業(yè)業(yè)艱苦奮斗的無畏品質(zhì),是他百折不撓勇闖南極的堅韌意志,是他潤物無聲無微不至的紅燭精神。
  而南極科考團隊,是由王教授帶領的北京航空航天大學智能技術與機器人研究中心(ITR)團隊成員,團隊成員均是我校普通學生,但不普通的是他們團結無畏激情熱忱的科研之心。
  團結協(xié)作艱苦奮斗為了在南極大陸極端條件下獲得大范圍的科學數(shù)據(jù),極地科考機器人正成為一種迫切的極地科學考察技術手段。由于環(huán)境的特殊性,極地科考機器人在能源可持續(xù)、低溫應用可靠性、無人值守智能性、高緯度精確導航和科學任務載荷集成等方面都具有挑戰(zhàn)性,它代表了科考機器人領域的先進水平。
  而南極這塊大陸,面積約1400萬平方公里,相當于中國1.5倍大小,極目冰原,氣吞山河,萬物皆空。這無限的壯美,意味著極端惡劣的天氣條件,那里風速超過55節(jié)(101.86公里/小時),能見度小于30米,氣溫低于零下60攝氏度。
  超過100公里每小時的風速夾雜著冰渣咆哮時的聲響令人不寒而栗。
  面對國家的需要,王田苗教授在抉擇:是接下任務,向機器人領域的最高山峰發(fā)出沖擊?還是畏懼放棄,在優(yōu)渥的環(huán)境里安穩(wěn)度日?
  答案不言而喻,因為在王教授的字典里不存在“后退”二字!
  說起來容易做起來難,極地科考機器人畢竟是所有尖端技術的匯總,不僅如此,頻發(fā)時空的小尺度天氣系統(tǒng)以及海冰潮汐縫、冰蓋裂隙、冰蓋低溫也是限制極地科考縱深發(fā)展的主要瓶頸。
  無數(shù)個日日夜夜,王教授帶領他的團隊測量、設計、制作、實驗、失敗……茫茫的路似乎沒有盡頭,但沒有人會停下,因為即使前路無燈,心是知道的,這不是一個人的戰(zhàn)斗。失敗了,會有人一起安慰一起琢磨一起奮斗;成功了,會有人一起分享一起歡呼一起向著下一個目標進發(fā)。
  終于,他們成功了,由王教授團隊研究的風能機器人“極地漫游者”于2012年2月8日在南極中山站附近冰蓋上“走”出了第一步,這是我國研發(fā)的首臺用再生風能驅(qū)動的機器人。本體長1.8米,高1.2米,寬1.6米,重300公斤,可在風能發(fā)電驅(qū)動下不間斷地晝夜行走,能跨越高度近半米的障礙物,并在冰蓋復雜地形下進行多傳感器融合的自主導航控制以及國內(nèi)通過衛(wèi)星鏈路進行遙控,并且未來可搭載大氣傳感器、冰)取樣器、地理地質(zhì)分析器等。
  這是王教授的成功,更是團隊的成功,沒有那毫無頭緒時的靈感激發(fā),沒有那逝去年華里的相互鼓勵,沒有那科研寂寞中的互相陪伴,“極地漫游者”怎能成功?
  百折不撓勇闖南極為了實地考察機器人的性能,2013年1月21日,王教授和團隊成員、北航博士生張韜懿離開了溫暖的家鄉(xiāng),從澳大利亞乘坐“)龍?zhí)枴笨瓶即霭l(fā),他們將穿越茫茫大海向南極進軍。
  這段路上他們要忍受大海的顛簸,大浪的沖擊,尤其是要4次穿越位于南緯45度—60度之間的“魔鬼西風帶”。那里的大海,像一只野獸,驚濤駭浪,狂風暴雨,還會刮起寒冷的風,翻起8—15米巨浪,在西風帶中“)龍?zhí)枴敝挥罄饲靶?,然而大海卻能使“)龍?zhí)枴币?0—30度搖晃,巨浪與船相撞激起的浪花達10—20米高,直撲高高的駕駛臺,看上去十分驚心動魄。
  在此期間,王田苗教授出現(xiàn)了重度暈船,頭暈腦脹,翻腸倒胃,一站起來就嘔吐,吃什么吐什么,但他仍然堅持每天都要站起來活動,再嘔吐也要吃一點,只有這樣才能生存,才能不脫水,才能不生病。王教授以堅韌的毅力和無畏的精神,堅持補充體力,堅持在船體忽上忽下的強烈搖擺中撰寫隨行日記,記錄途中的所有細節(jié),只因這些將為機器人和設備運輸途中的設計規(guī)劃提供重要的參考。
  在經(jīng)歷了驚心動魄的航行之后,他們終于到達了南極,然而這僅僅是王教授團隊工作的開始。他們顧不得休息,即刻投身到設備的安裝調(diào)試狀態(tài),抓緊機會開展實驗研究。由于機器人是分散運輸?shù)?,王教授他們到達之后,首先要組裝機器人。盡管在出發(fā)之前已經(jīng)做了充足準備,但由于長途顛簸運輸和極地不可預測的變化,機器人還是存在各種問題,不是通訊有問題需要重新下載驅(qū)動,就是大風冰)引起了發(fā)動機的故障;不是寒冷影響電池效率與時間,就是顛簸造成電機減速器松動間隙……但團隊成員爭分奪秒,很快把陸上的“極地漫游機器人”調(diào)試完畢,開展了冰蓋行走實驗。機器人走了近1500米,整個團隊也跟了1500米,最后進入位于東南極大陸拉斯曼丘陵的中山站附近冰蓋區(qū)。隨后他們又抓緊時間,根據(jù)預先的測試方案,開始進行不同地形不同天氣方面的實驗。
  那時正是中國農(nóng)歷新年,團隊成員遠在南極,犧牲與家人共度新年的團圓時間,奮斗在前線,沒有新鮮蔬菜,沒有溫暖舒適,沒有家人在旁,只有凜冽寒風的陪伴和不分晝夜的工作。
  對南極的科考并不只有一次,在2007年12月,第24次南極科考隊員王教授團隊成員王挺控制“)雁”低空飛行機器人系統(tǒng)多次成功完成了150米高度的海冰觀測任務,獲取了圖像和溫度數(shù)據(jù),初步驗證了抗風能力、環(huán)境適應能力,標志著中國極地科考機器人的研究及應用進入一個新的階段。在2009年12月,科考船“)龍?zhí)枴笨拷猩秸酒陂g,在中國第26次南極科考隊領隊袁紹宏、黨辦主任王建國、船長王建忠等領導的主持下,王教授團隊成員謝成蔭、曾慶儒控制“賊鷗”飛行機器人系統(tǒng)成功進行了)龍船破冰偵察實驗。
  踏在漫天風)征程上,勇敢的心不畏阻擋,沿途拋下軟弱與迷惘,風雨后陽光美麗輝煌!
  師生共勉潤物無聲作為北航機械學院教授,王田苗教授科研、育人雙管齊下,他認為集產(chǎn)學研為一體,才是培養(yǎng)人才的有效途徑。也因此,成功的不僅是王教授,還有他的團隊。
  王教授在指導學生上展現(xiàn)出了他的敬業(yè)負責和真誠熱情。他不僅關心學生的學業(yè):指導學生選擇研究方向、討論關鍵技術攻關,也對學生嚴格要求,逐步培養(yǎng)學生的嚴謹性;與此同時他還給予方法指導,一步步引導學生開展研究工作,并定期組織博士生和碩士生進行學生交流和講演。在王教授的指導下,學生的研究熱情被調(diào)動起來,研究的能力被鍛煉出來,研究的細節(jié)被推敲出來。
  王教授還經(jīng)常和學生一起吃飯,他認為這樣近距離的交流,能更好地讓學生獲得放松并完整表達自己的想法。的確如此,在這樣平等的交流方式中,學生們總是和老師無所不談,點點智慧之火也總是在這里摩擦碰撞至于燎原。每年的新生開學,王老師都會為每位新生準備學習手冊和筆記,并和他們一切討論和回答各種問題。王老師每年還會和學生一起參加自行組織的爬山活動、運動會和聯(lián)歡晚會。
  整個團隊師生工作在一起、學習在一起、生活在一起,形成了一個溫暖的大家庭。這種氛圍也鼓舞了一批又一批的老師和學生,他們被王教授無微不至的關心所打動,為他執(zhí)著科研的毅力所打動,為他無畏困難的勇氣所打動,為他孜孜不倦的精神所打動。他們團結、他們無畏、他們激情、他們熱忱!王教授的精神就這樣一點一滴、一絲一縷地凝華,一團一簇、一代一輩地綻放。
  在那片無人生存的冰)天地,王田苗教授和他的科考團隊戰(zhàn)勝了嚴寒的氣候,戰(zhàn)勝了生存的畏懼,戰(zhàn)勝了科學的困難。他們勇于探索,積極創(chuàng)新,為了國家科研的進步,為了追求無窮的真理,他們將和機器人一起繼續(xù)踏上科考的征程,用求知若渴的心靈和傲)欺霜的靈魂,去開辟另一片廣闊的天空。(“感動北航”組委會)