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文 |《中国科学报》记者 徐可莹
用一句话来归纳综合本年33岁的翟译晨，大要是“讲不了脱口秀的手艺人不是好科研人员”。
他滑稽健谈、贪玩爱折腾，却成功凭仗天马行空的想象力和过人的脱手能力，在一周内处理了行业固执困难；几近不读论文，博士时代却能轻松在Advanced Materials如许的行业顶级期刊上颁发文章。
近日，不走平常路的翟译晨又迎来了本身的新作品——一种立异型一体化3D打印气动主动抓手，相干论文作为封面文章颁发在Science Robotics上。
翟译晨颁发在Science Robotics上的功效
很难想象，这位来自美国加利福尼亚年夜学圣迭戈分校的博士后，仍是收集红人“手工耿”的铁粉。现实上，翟译晨做科研也简直有股“手工耿”的味儿——尝试装备常常是本身拼集和搭建的，设想方案也经常源自想象力。他把本身这类工风格格描述为“作坊式”科研，比拟那些典型的科研体例，翟译晨的门路，更近似在一种“艺术创作”。
翟译晨，受访者供图
1个礼拜，处理行业固执困难
翟译晨的“开挂”故事要从2021年春季讲起。
那时，他还在加利福尼亚年夜学圣迭戈分校读博，行将在两个月后转入同校Michael T. Tolley传授的尝试室做博士后。还没正式入职，他就接到了来自将来老板的一项告急使命。
看到邮件时，翟译晨正在夏威夷度假（趁便草拟一篇新的论文）。急忙回到黉舍后，他才晓得是要为巴斯夫公司的一个援助项目“救场”。
巴斯夫公司要求Tolley传授在一周后的项目年会上报告请示最后研究提案的完成度，即用3D打印方式建造一个软体气动制动器。但是，项目之前近一年的研究并没有实现能够展现的制品。因而，这口“锅”被顺到了翟译晨头上。
这个使命看起来简单，但在此之前，还几近无人实现过具有适用价值的3D打印制品。
“3D打印软体机械人的根基方式是靠一个很小的喷头往外挤出已烧热熔化的‘TPU’膏状材料，材料一层一层往上叠加成型。在这个进程中，加工路径是不持续的，此中的回抽和快速挪动很轻易在侧壁上发生裂缝。一旦气从裂缝中漏出去，做成的气念头器人部件必定就不工作了。”翟译晨注释道。
在以往的良多研究中，处理漏气的思绪很是间接——把壁加厚。虽然到达了气密结果，但因为TPU材料的硬度原本就比硅胶高一个数目级，如许做出的制动器又厚又硬，乃至难以勾当，凡是需要加超高的气压才能委曲到达必然的曲折结果。
但翟译晨很是自傲，他立即夸下海口：“我两天就把它处理失落！”
成果啪啪打脸。他足足花了近一个礼拜时候，做了几十次测试，才终究在邻近报告请示前想出可����APP行的处理方案。
“这个方式简单来描述，就像是我们小时辰常画的 ‘一笔划’，专业术语叫作欧拉路径。”
翟译晨将3D打印的模子全数设想为“欧拉路径”，即每层的喷头打印时都靠“一笔划”的路径来完成运转，趁热打铁，没有搁浅，没有回抽，如许就避免了接缝处的漏气现象。
与纸上作画分歧，一个气动制动器内部包括多个互联络构，要使喷头在每层的高度上都一笔完成需要打印的图形，再加上里面管路的干扰，设想和测试进程就变得非常复杂。这也是翟译晨终究没有效两天，而是用一周才交上答卷的缘由。
借助这个“一笔划”的立异方式，他很快做出了第一个既柔嫩又气密的3D打印制动器，向Tolley传授和援助商证实了他足够胜任这份研究工作。
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翟译晨“救场”的制动器
做出制动器不久后，翟译晨很快又做好了3D打印的气动阀门。有一天，他把几个打印好的制动器和阀门用管路往返拼接着测试，不测获得了一个主动抓手。
这类软体气动主动抓手最后是由美国哈佛年夜学传授George Whitesides的尝试室设想的，Whitesides被尊为软体机械人范畴的首创者。但他的设想是靠复杂的硅胶锻造工艺实现的，一般用户不轻易复制。更要害的是，这类抓手“拿得起”，却“放不下”，利用者需要手动封闭气源才能使抓手抓紧物体。
翟译晨想，有甚么法子能让这类抓手在不影响抓取、不影响连结、不影响搬运的环境下实现“放下”这个动作呢？
又是灵机一动：嗯，把它横过来不就好了！
因而，翟译晨在抓取器后面做了一个重力阀门，在前部抓手与后部把手的位置之间设想了一些气管毗连。抓手横过来后，在重力的感化下，气管会被折弯，总气源随之被封闭，抓手里残剩的紧缩空气在废气孔中放出，便轻松完成“放下”的动作。这时候，抓手就又能够为下一次的抓取做预备了。
这就是本次颁发在Science Robotics上的工作。
“有了这项手艺，每一个人都能在本身家里做个抓娃娃机。”翟译晨恶作剧道。不外他也坦言，今朝这项手艺还具有一些有待优化的问题。
虽然离完善还差一点，翟译晨他们仍是活着界上初次完成了一体化3D打印主动抓取器的首创性工作。他们在论文中如许描写研究的意义：“各个范畴的人都能从中受益。”
“我的老板Michael，和他之前的同事和导师，良多年来都想做如许一件事：经由过程一体化3D打印的方式制造出主动机械人，利用在糊口中的各个方面。没想到被我莫名其妙地实现了，真赶巧了。”翟译晨呵呵笑道。
翟译晨和Tolley传授
不读论文，爱玩也能出古迹
在导师和同门眼中，翟译晨一向不是那种安分守纪的年青人。他年夜部门时候都没“泡”在尝试室，反而开着车处处“疯玩”。美国有63个国度公园，翟译晨前后刷过24个。
“我的灵感，根基都不是从尝试室得来的，而是在外面玩的时辰想出来的。所谓‘别有用心不在酒，在意山川之间也’。”翟译晨欠好意义地笑了。
爱观光的翟译晨
这类性情乃至能够追溯至孩童时期。从小到年夜，翟译晨都热中在在讲堂上弄些游手好闲的奇思妙想。
好比，花好几个晚自习的时候，在不消胶水的环境下将一块废纸板革新成一个拉环式主动开盖的垃圾桶，向途经的同窗展现“译晨手造”；趁自习课教员在讲桌上垂头批改功课的间隙，和同桌用零食袋中的干燥剂造出一团水蒸气，令后排同窗受惊......但最使教员“又爱又恨”的是，翟译晨从欠好好写功课，成就却很不错。
一路玩上来的翟译晨年夜学时加入了各类学生社团，交友了一群脱手能力极强的老友。靠着电子建造的履历，本科卒业后，他顺遂申请到美国史蒂文斯理工学院的研究生offer。硕士卒业后又在2016年前去加利福尼亚年夜学圣迭戈分校电子项目专业攻读博士学位。
作为一位博士生，翟译晨因不读论文而不同凡响。但在他看来，“尽信书，则不如无书”，年夜部门论文对他的尝试都不具有太多的参考意义。
“好比在我们范畴，有援用比力高的paper提出了一些理论上潜伏的利用，以后的良多paper也学着往这些潜伏利用上靠，但现实上并没有做成可行的制品，如许研究的思绪就被局限住了。做研究不是为了更轻易发paper，不克不及吠形吠声。”
翟译晨更但愿能找到一种新法子，设想一种新构型，斥地一个新工具，像古时辰的鲁班和墨子那样。
固然了，他也弥补道：“这其实不是说我的功效不需要严谨的科学丈量和尝试数据，最初显现成果的时辰也需要有良多定量的数据。但我这个工作的焦点方式就是在想象中从头设想出一个能实现的机制。这和保守的科学研究很纷歧样，更像一个设想师。”
翟译晨在尝试室
虽然日常平凡不怎样读论文，但论文之外的灵感素材，翟译晨“啥都看”，好比哔哩哔哩等国表里视频网站。他仍是收集红人“手工耿”的铁粉，喜好看这些平易近间发现家鼓捣些使人赞叹的玩艺儿。为了丰硕布景常识，他还会看一些专业的项目手艺视频，碰到本身不熟习的道理，会特地搜集材料去学。
翟译晨记得刚进尝试室时，有位常常愁眉锁眼的师兄老是数落他：“别看你此刻活得这么津润，我此刻的状况就是你一年后的状况。”博士卒业后，翟译晨再和这位 “先觉”聊起来，对方却不由得感伤：“看来你的心态真跟我纷歧样。
翟译晨在作陈述
“由于我对博士学位没有执念。”他笑道，“家里也不给我压力。我爸成天跟我说，拿不到学位也没事，回国一样有前途。那时辰我还很生气：我看起来像拿不到学位的人吗？”翟译晨故作严厉，重演了本身那时的脸色，模样很玩皮。
他说，不寻求功利性的成果，就不会有太多压力。良多同窗努力在 “把这个工具做到能颁发”，所以特殊焦炙。而对翟译晨来讲，“把工作干标致”才是最年夜的乐趣。
论文DOI：
10.1126/scirobotics.adg3792
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