赵杰亮:我愿做科研路上的一只小蜜蜂

研通社记者 辛晓闻 石一雄


  赵杰亮,机械系2012级直博生,师从阎绍泽教授,主要研究方向为空间机械臂动力学和蜜蜂行为仿生研究。目前,共发表学术论文24篇,其中SCI检索论文9篇(第一作者7篇),EI检索论文7篇(第一作者4篇),共申请发明专利10项。

  如果你有经常阅读VOA英语网文章的习惯,那么你很可能早已在科普专题中读过赵杰亮的论文了。

  赵杰亮,一位来自机械系直博五年级的学生,却“意外”成为了蜜蜂研究领域的专家。博士期间他一共发表论文24篇,申请专利10个,而他却说自己刚踏进清华时心里唯一的想法是但愿不要延期毕业。从当初忐忑不安的博士新生,成长为现在的清华大学研究生特奖得主。他有着怎样与众不同的经历?

  2012年刚入学时,赵杰亮选修了一门基础专业课《高等动力学》。在期末准备完成大作业时,他突然联想到了自己的课题——空间机械臂关节中的谐波减速器研究。

  既然要完成期末大作业何不将之与自己的课题联系起来?既然要与课题联系起来何不认真完成一个高质量的期末大作业?于是他结合这门课学到的知识,对自己的课题做出了创新和改正,并在此基础上不断深入研究和探索。 “我对待每一件事情都是抱着要做就好好做、要学就好好学的态度”,赵杰亮说。第一学期的一门专业基础课和一次课程大作业,促成了他第二学期2篇EI论文的意外收获。从2篇意外收获的EI论文,再到后面的一共7篇EI论文的诞生。若要窥视这其中的关联,那便是他在每一门课程中全情投入的态度,以及他对待每一项工作时精益求精的精神。

赵杰亮近照。

  在一次普通的爬山踏青活动中,花丛中的蜜蜂引起了赵杰亮的注意。看着蜜蜂飞舞时灵活伸缩的腹部,他联想到了空天飞行器的变体结构设计。这个突如其来的灵感让赵杰亮立即决定通过实验揭示蜜蜂腹部的变形运动机理,并希望通过该研究将该仿生研究成果应用到空天飞行器的变头锥设计和空间机械臂的关节优化中。然而在这个国内还是一片空白的研究领域,想要自己开辟出一条新的出路实属不易,在没有任何专项课题基金支持的前提下做研究更是难上加难。

  在导师阎绍泽的全力支持下,赵杰亮耗费了整整1年时间,奔波于不同城市、不同学校的6个实验室之间。他从最基础的蜜蜂生理结构实验研究开始,大量查阅文献资料,不断探索尝试新方法,经历了从机械专业到生物研究领域的跨界。他在坚持熬过了“设计新方案、试验失败、改进试验方案、试验失败”的无数次往复循环低谷期之后,才探寻到利用上海同步辐射光源的相衬CT技术观测出活体蜜蜂的腹部运动规律。最后,他终于成功地建模揭示了蜜蜂腹部运动机理,并设计出了可以减弱飞行阻力和激波影响的空天飞行器的变体头锥。他的这项研究成果不仅登上了美国顶级学术期刊封面,被美国科学促进会(AAAS)邀请进行了专题访谈,同时还被美国合众社、英国每日邮新华社、人民网、央视网等国内外400多家媒体争相报道。

  从一次踏青活动无意看到的蜜蜂,到后来的9篇SCI论文。大家看到的不仅仅只有数字,而是那些数字背后:他知微见著、细致敏锐的观察能力;他不畏困难、迎难而上的科研态度;他大胆尝试、敢于挑战的创新精神;以及他对自强不息、投身科研的忘我情怀。

  赵杰亮和他的师兄吴嘉宁,在研究蜜蜂腹部的时候,无意间发现了蜜蜂饮水的独特现象。为了探究蜜蜂饮水的机理,他们决定进一步做试验。可是想法容易,实践困难。如何将活体蜜蜂固定起来观测?如何给蜜蜂设计饮水装置?如何清晰拍摄出蜜蜂饮水的过程?为了解决这迎面而来的一个个难题,他们不停探索新方法,不断试验新方案。

赵杰亮在观测蜜蜂。

  “屡试屡败、屡败屡试、再试再败”是他们在那个阶段的日常写照。在经历了将近300次的试验失败之后,他们终于找到突破口,自主设计开发出了高帧速显微结构观测平台,进而成功地揭示出了蜜蜂饮水的机理。这个发现更正了国内外对蜜蜂饮水“吸管模型”的研究,国际蜜蜂网站也采纳了他们的研究成果改写了蜜蜂口器及饮水机理的相关内容。该发现不仅可以应用于微流体泵的设计,也对医用注射泵和无痛刺穿采血装置的设计具有借鉴意义。

  从对蜜蜂饮水的偶然发现,到与蜜蜂相关的10个专利。如果你试图在这些成绩之间寻求一些关联的共性,那么他的一句话或许就是答案: “我从来不认为自己比别人聪明,也不觉得自己优秀。我做出了一些成果的原因大概是在我每一次遇到困难的时候,我想的都不是放弃,而是我一定要找到解决问题的办法。”

  导师阎绍泽对赵杰亮的两个博士研究课题方向都给予了大力支持。就算在没有专项科研基金支持的前提下,就算在实验了无数次仍然看不到任何回报和成果的情况下,阎绍泽仍然全力支持和鼓励他继续做试验。不仅如此,阎绍泽还抽出大量时间与赵杰亮详细探讨课题研究的实验细节与设计方案,逐字逐句帮赵杰亮修改论。从摘要到结论每篇论文的产生,都经过阎绍泽不下10次的修改。阎绍泽严谨务实的科研态度也让赵杰亮备受感动和鼓舞。赵杰亮说:“我非常感激我的导师在这五年里对我的悉心指导和关照。他是一位严于律己、宽以待人、严谨治学的良师益友,也是我科研道路上的指路明灯。”

  从赵杰亮的故事中,我们似乎看到了很多的“意料之外”。例如:因为一次大作业而意外收获的EI论文;因为郊游无意看到的蜜蜂,而意外踏上了蜜蜂仿生研究之路,从而在这个几乎空白的领域,意外收获了与之相关的SCI论文和专利。

  如果你仔细回顾赵杰亮的成功之路就会发现:其实所有的意料之外,也都是在情理之中。因为他是会清晰具体地写出每天、每周、每月工作计划的人;因为他是每天在离开实验室前都要总结今日工作成果的人;因为他是每天平均在实验室科研10小时,凌晨1点才回宿舍的人;因为他是持续两年每周一、三、五晚饭后,都会去东操场坚持跑步16圈的人;因为他是实验失败300次都咬牙坚持不言放弃的人… …

  科研之路,长夜漫漫。孤独前进,寂寞求真。他说:“我甘愿做一只科研道路上的小蜜蜂,把我此生有限的生命,投入到伟大的科技强国、民族复兴的事业中去。”

(清华新闻网2月5日电

编辑:常松 华山

2017年02月05日 10:58:12  清华新闻网

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