张进华：探寻“以柔克刚”的软体机器人之谜

自工业机器人诞生以来，科学家们便对机器人的设计与功能充满了无限的憧憬与幻想。机器人的初衷，是为了协助甚至替代人类完成各种工作，更好地服务于人类社会。大部分的机器人至今仍然保持着硬邦邦的“硬汉”形象。

近年来出现了一个新的议题：机器人的“硬”与“软”。人类的想象力和创造力在不断地扩展，催生了一种全新的机器人类型——软体机器人。这些机器人采用柔性材料制作，外形软萌可爱，如同“大白”一般。

在学术界的推动下，软体机器人的研究正如火如荼地进行。西安交通大学机械工程学院教授张进华，正是这一领域的积极探索者。他致力于开发高性能的软体机器人，并希望这些机器人在医学、军事、探测及工业等领域得到广泛应用。

张教授指出，当前的软体机器人技术并不能完全替代刚性机器人。刚柔并济、软硬兼备或许是机器人发展的重要方向。在这个十字路口，我们需要两者共同前行，继续探索与研发。

谈及个人经历，张进华教授的选择也充满了故事性。高考时，他得知西安交通大学是一所历史悠久的名校，机械工程学科更是名列前茅。于是，他毫不犹豫地选择了这条道路。留校后，他对科研的热情日益高涨，不断深造，最终在新兴与传统的碰撞中找到了自己的科研方向。

而张进华教授最为引人注目的成果之一，是研发出了一种面向康复领域的软体手。全球中风患者数量逐年上升，中国占据了其中的很大一部分。传统的康复手段受限于医生经验和训练时间等因素，效果不尽如人意。为此，研究者们纷纷将目光投向了康复机器人。张进华教授提出了一种结合脑机接口技术与软体技术的解决方案。这种方法能够识别患者的运动意图，驱动康复机器人进行辅助运动，实现主被动结合的康复效果。这种新型的康复软体机器人具有力量适中、安全便携等优点，能够适应不同治疗阶段的需求，提高患者的康复效率。

未来，随着老龄化社会的到来，中风患者数量将持续上升，术后康复市场需求大增。张进华教授及其团队研发的软体康复手，以其独特的优势，如成本低廉、控制精度高、穿戴舒适等，有望成为未来康复领域的一大利器。患者可在家进行自我康复，大大减轻康复训练成本。这一技术的出现，无疑为未来的医疗康复领域带来了新的希望与福音。将传统刚性的康复机器人转变为温暖的软体康复手，不仅降低了成本，更为患者带来了人性化的关怀。这一变革背后的理念，正是软体仿生机器人的崛起。

张进华，一位致力于软体机器人研究领域的探索者，在一次偶然的学术交流中，被软体仿生机器人这一新兴领域所吸引。在与王煜教授的交流中，他受到了启发，开始关注尺蠖这一无脊椎动物。尺蠖的身体结构独特，能够弯曲、扭曲、褶皱，并在复杂环境中完成灵活的运动。其神经控制机理为软体机器人的控制提供了新的思路。张进华借鉴尺蠖的运动机理，研究出基于尺蠖肌肉生物智能的软体机器人自适应低维控制。

张进华还致力于仿生鱼的研究。他通过观察海洋中的软骨鱼类，如蝠鲼和魟鱼，发现它们独特的身体结构和高效的运动能力为水下自主式航行器提供了重要的仿生启示。这些鱼类的身体扁平，两侧分布着柔软的胸鳍，通过有节律的拍动或波动变形推动身体运动。张进华深入研究这些鱼类的形态学计算能力和运动机理，为软体波动推进机器人的研究提供了重要的启示。

张进华的研究之路并非一帆风顺。在探索滚动轴承技术时，他遭遇了不少挫折。滚动轴承内部空间狭小，测量手段难以在线测试其内部状态，且建模计算时存在许多未知的系数选择问题。但他并未放弃，依然坚持探索，试图解决这些难题。

张进华表示，他借鉴尺蠖等生物的主动变形和被动变形的几何与物理层面的特性，为软体机器人的设计提供新的思路。他也意识到书本上的理论与应用之间存在不小的差距。他坚持做轴承研究，试图通过非接触的测量方式揭示轴承内部的真实状态。他表示，他们仍然在探索的路上，下一步想尝试用超声波的方式来检测轴承内部润滑油的变化。

作为一名科研工作者，张进华的生活与科研紧密相连。虽然工作繁忙，但他依然能够平衡家庭与工作，坚持自己的科研之路。他表示，最大的挑战在于坚持，这也是他最为难的地方。正是这份坚持和执着，让他能够在科研领域取得丰硕的成果，为人类的科技进步做出贡献。在繁忙的工作间隙，张进华钟爱的一项消遣就是在篮球场上挥洒汗水。他说：“打篮球是我大学时代坚持至今的唯一一项运动，未来我也会继续这份热爱。”张进华深信运动的重要性，在球场上，他能暂时忘却生活的繁琐和科研的压力，享受纯粹的运动乐趣，通过汗水的洗礼，释放掉所有的负担。

拥有超过十年科研经验的张进华明白，前行的道路上总会遇到未知的难题。他坦言，最大的挑战并不在于遇到无法解决的难题，而是在面对难题时能否坚持下去，以及在坚持后是否能找到解决之道。

目前，张进华主要致力于软体、智能材料、驱动材料的研究，其中面临的最大难题是硅胶材料与生物原材质的差距。他带领团队通过改变硅胶材料的结构，模拟生物肌肉的特性，力求缩小差距。每一次的实验、每一次的改进，都是他们迈向成功的坚实步伐。

张进华笑称自己有点“受虐”体质，他喜欢在研究过程中遇到新问题，因为这些能激发他的科研兴趣。他说：“只有发现新的问题，才会激励你不停地学习。”这种在解决问题过程中获得的愉悦和成就感，是推动他在科研道路上不断前进的动力。

对于未来，张进华有着清晰的蓝图。他希望能将研发的软体康复手全面推广到医院康复科使用，实现从实验室到产业的跨越。他梦想自己研发的产品，哪怕只有一个，能够在日常生活中得到应用。“这是我最为期待的事情。”

随着我制造业的飞速发展，软体机器人的研发即将进入繁荣期，极有可能成为中国新的经济增长点。张进华坚信，软体机器人的研究将有着广阔的发展前景，他将在这一领域持续深耕，追寻科研的星辰大海。