新華社杭州5月4日電(記者朱涵 吳帥帥)從宇宙深處捕捉到的“神秘信號”,被智能計(jì)算平臺迅速識別、驗(yàn)證;馬里亞納海溝萬米海底,一條“機(jī)器魚”與深海蝦“同行”……科研領(lǐng)域內(nèi),一批“90后”青年科學(xué)家正在“算天”與“問?!敝?,不斷結(jié)出科研碩果。
走進(jìn)位于浙江杭州的之江實(shí)驗(yàn)室計(jì)算天文團(tuán)隊(duì),一張張年輕的臉龐正通過智能計(jì)算平臺的強(qiáng)大算力,在“中國天眼”FAST捕捉到的海量數(shù)據(jù)中,探求快速射電暴的起源。
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2022年7月24日拍攝的“中國天眼”夜景(維護(hù)保養(yǎng)期間拍攝,無人機(jī)光繪)。新華社記者 歐東衢 攝
快速射電暴是宇宙中一種偶發(fā)的射電爆發(fā)現(xiàn)象,在幾毫秒時(shí)間內(nèi)所釋放的能量相當(dāng)于當(dāng)前全球一年總發(fā)電量的幾百億倍??焖偕潆姳┳?007年首次被確定存在以來,迅速成為天文學(xué)研究熱點(diǎn)之一,迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾百例,但其物理起源、周圍環(huán)境、中心機(jī)制等,至今尚不明晰,也缺乏對其核心區(qū)物理參數(shù)的直接觀測資料。
2016年9月,“中國天眼”FAST落成啟用。“如何能從FAST捕獲的海量數(shù)據(jù)中找到有效信息呢?我們的答案是‘算力+天文’?!敝瓕?shí)驗(yàn)室計(jì)算天文快速射電暴方向負(fù)責(zé)人、“90后”青年科學(xué)家馮毅說,他曾跟隨導(dǎo)師、FAST首席科學(xué)家李菂參與FAST調(diào)試工作,記錄下大量觀測數(shù)據(jù)和推測猜想。反復(fù)討論研究后,他們在天文研究中引入深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等人工智能技術(shù),破解數(shù)據(jù)篩選難題。
目前,這個(gè)平均年齡只有33歲的團(tuán)隊(duì),正在對首例持續(xù)活躍的快速射電暴進(jìn)行分析研究,許多現(xiàn)有理論可能無法解釋的現(xiàn)象,讓團(tuán)隊(duì)不斷求索。
馮毅說,他對宇宙的興趣,始于小時(shí)候觀察漫天星斗時(shí)對星空的暢想。如今,夜晚仍是馮毅最喜歡的時(shí)刻。他時(shí)常手托下巴,仰頭望天思考科學(xué)問題,這個(gè)狀態(tài)有時(shí)會(huì)持續(xù)數(shù)小時(shí)。
“做探索性研究的感覺,就像是在黑夜中摸索。越是未知的領(lǐng)域,越有可能誕生顛覆性的成果。”馮毅說。
同為“90后”青年科學(xué)家,李國瑞則立志向深海進(jìn)發(fā)。
三年前,作為之江實(shí)驗(yàn)室深海機(jī)器人團(tuán)隊(duì)的核心成員,李國瑞開展深海軟體機(jī)器人的探索。他們所研發(fā)的形似獅子魚的仿生深海軟體機(jī)器人進(jìn)入了馬里亞納海溝的萬米海底,當(dāng)“機(jī)器魚”擺動(dòng)“魚鰭”正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),數(shù)年的堅(jiān)持終于取得了里程碑式進(jìn)展,難以抑制的激動(dòng)之情涌上李國瑞心頭。
李國瑞介紹說,這條“機(jī)器魚”長22厘米、翼展寬度28厘米,從深海獅子魚極端水壓適應(yīng)機(jī)理上獲得啟發(fā),控制電路、電池等硬質(zhì)器件集成在軟體機(jī)身中,實(shí)現(xiàn)了深海軟體機(jī)器人壓力自適應(yīng)設(shè)計(jì)。此外,通過電響應(yīng)人工肌肉來驅(qū)動(dòng)柔性胸鰭,“機(jī)器魚”實(shí)現(xiàn)了節(jié)律性撲翼式深海推進(jìn)。之后他們不斷探索,在南海3000米深海中,實(shí)現(xiàn)了“機(jī)器魚”的深海航行。
2022年4月,李國瑞加入本科母校哈爾濱工程大學(xué),擔(dān)任教授、博士生導(dǎo)師,并籌建“軟體水下機(jī)器人”團(tuán)隊(duì)。
“我們的下一步目標(biāo),是努力從實(shí)驗(yàn)室走向應(yīng)用,將自己在深海軟體機(jī)器人領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)研究成果服務(wù)于深海探索等重大需求?!崩顕鹫f。未來,他將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)深耕仿生軟體水下智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù),進(jìn)一步提升智能機(jī)器人在深海、極地等惡劣及特種環(huán)境下的自主、智能作業(yè)能力。
李國瑞一直留存著一張本科時(shí)期自研的仿生蝠鲼機(jī)器魚的圖片。他說,在興趣的指引下,一次次嘗試、探索和堅(jiān)持,讓他與仿生水下機(jī)器人結(jié)下不解之緣,并最終將其作為一生為之奮斗的研究方向。
“做科研就像深海潛水,在好奇心的指引下,習(xí)慣壓力與起伏,不斷向新的科研目標(biāo)發(fā)起挑戰(zhàn)?!崩顕鹫f。
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