華大博士鄭亞青及其團(tuán)隊(duì)為國(guó)家大科學(xué)工程項(xiàng)目貢獻(xiàn)泉州力量——

他們讓“中國(guó)天眼”看得更準(zhǔn)

日前，華僑大學(xué)博士鄭亞青及其團(tuán)隊(duì)收到了一封來(lái)自中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)的感謝信，信中感謝了他們?cè)?ldquo;中國(guó)天眼”——500米單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱(chēng)FAST項(xiàng)目)中所作的貢獻(xiàn)。

500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，從預(yù)研到建成歷時(shí)22年，是具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。 (新華)

原來(lái)，2016年9月25日在貴州省啟用的世界上最大的500米單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，其部分研發(fā)過(guò)程有泉州力量參與其中。2005—2007年期間，鄭亞青及其團(tuán)隊(duì)承接了FAST饋源支撐相關(guān)的繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)學(xué)研究，并作出了重要貢獻(xiàn)。

十余年來(lái)，鄭亞青在該項(xiàng)目的探索從未停止。不止于此，她還培養(yǎng)了12名碩士生，為“泉州制造2025”儲(chǔ)備專(zhuān)業(yè)人才。

(鄭亞青 供圖)

承擔(dān)FAST預(yù)研究子課題 尋找合適的設(shè)計(jì)方案

事情得從2005年說(shuō)起，當(dāng)時(shí)FAST項(xiàng)目預(yù)研究工作正如火如荼。西安電子科技大學(xué)和清華大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)參與到FAST項(xiàng)目饋源繩牽引并聯(lián)支撐問(wèn)題的研究工作中，但尚未從機(jī)構(gòu)學(xué)理論的角度來(lái)分析饋源艙能否實(shí)現(xiàn)既定的軌跡要求，所設(shè)計(jì)的方案能否達(dá)到FAST項(xiàng)目的技術(shù)要求尚不可知。因此，饋源繩牽引并聯(lián)支撐問(wèn)題成為FAST項(xiàng)目的一道重大難題。

2005年年底，F(xiàn)AST項(xiàng)目饋源支撐子系統(tǒng)負(fù)責(zé)人朱文白經(jīng)調(diào)研找到了鄭亞青，邀請(qǐng)她對(duì)西安電子科技大學(xué)和清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)所提出的方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出其他可行的機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)方案。作為國(guó)內(nèi)首位系統(tǒng)研究繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)的科研人員，當(dāng)時(shí)鄭亞青主要致力于繩牽引并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)，及其在風(fēng)洞支撐系統(tǒng)中的研究工作。在接到任務(wù)后，她的心情變得復(fù)雜起來(lái)，“首先它屬于國(guó)家大科學(xué)工程的預(yù)研究工作的重要部分，任務(wù)重;其次，感覺(jué)任務(wù)難度比較大，它所涉及的一大科學(xué)難題(如變長(zhǎng)度繩索動(dòng)力學(xué)問(wèn)題)在當(dāng)時(shí)尚屬?lài)?guó)際難題，應(yīng)如何尋找工程上的解決方案值得深入探究。”

出于一份科研人員的責(zé)任，鄭亞青還是接受了該邀請(qǐng)。在研究期限內(nèi)，除了完成一項(xiàng)子課題的研究?jī)?nèi)容外，她還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)積極與FAST項(xiàng)目組探討工作。2007年，經(jīng)鄭亞青的團(tuán)隊(duì)與多方團(tuán)隊(duì)努力合作，國(guó)家天文臺(tái)FAST項(xiàng)目研究小組最終確定了饋源繩牽引并聯(lián)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

“‘饋源’相當(dāng)于‘天眼’的視神經(jīng)。”FAST項(xiàng)目饋源支撐系統(tǒng)總指揮孫才紅此前接受媒體采訪時(shí)表示。系統(tǒng)建成后，饋源艙將能夠根據(jù)天體所在位置進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。孫才紅表示，工程將通過(guò)控制6根鋼索，帶動(dòng)饋源艙在距離地面140～180米、直徑為207米的球冠面上運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)射電源的跟蹤、掃描等天文觀測(cè)，讓“中國(guó)天眼”看得更準(zhǔn)。

在隨后十余年內(nèi)，鄭亞青并沒(méi)有因結(jié)題而停止對(duì)該難題的深入研究。在與國(guó)際知名并聯(lián)機(jī)器人專(zhuān)家Clement Gosselin教授多年交流的基礎(chǔ)上，鄭亞青于2016年上半年提出了利用新的方法解決饋源繩牽引并聯(lián)支撐問(wèn)題的研究思路，并得到了Gosselin教授的贊賞。今年，她將前往加拿大Laval大學(xué)與Gosselin教授開(kāi)展合作研究。

培養(yǎng)12名碩士生 為“泉州制造2025”儲(chǔ)備人才

除了承擔(dān)科研工作外，鄭亞青在華僑大學(xué)還有一項(xiàng)重要任務(wù)——教學(xué)。從博士畢業(yè)至今，她為華僑大學(xué)培養(yǎng)了12名碩士生，“這些學(xué)生在華僑大學(xué)攻讀碩士學(xué)位時(shí)，與我一起開(kāi)展有關(guān)繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)在低速風(fēng)洞支撐系統(tǒng)和起重機(jī)器人方面的研究工作。”

“目前這些學(xué)生大多從事機(jī)器人領(lǐng)域的研究與教學(xué)工作，有的任教于高校，有的在大學(xué)攻讀博士學(xué)位，有的在企業(yè)從事機(jī)器人的研發(fā)工作。”鄭亞青為其培養(yǎng)的學(xué)生所取得的進(jìn)步感到高興。其中，她的學(xué)生江曉玲在華僑大學(xué)碩士畢業(yè)后前往加拿大師從于Gosselin教授攻讀博士學(xué)位，目前已在機(jī)器人領(lǐng)域的國(guó)際頂級(jí)刊物發(fā)表若干篇論文。

接下來(lái)，鄭亞青還有個(gè)心愿，就是把仍未完全解決的理論研究攻克下來(lái)。“它不僅可以解決科學(xué)問(wèn)題，還能做成工程可用技術(shù)。”與此同時(shí)，依托一些科研項(xiàng)目，繼續(xù)培養(yǎng)碩士研究生，結(jié)合國(guó)家“智能制造2025”計(jì)劃和“泉州制造2025”的需要，聯(lián)合企業(yè)開(kāi)展相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)工作，其中包括用于3D打印的繩牽引并聯(lián)機(jī)器人。

名詞解釋

饋源繩牽引并聯(lián)支撐是指對(duì)放置有天文接收機(jī)的饋源艙采用若干根繩索進(jìn)行并聯(lián)牽引，其中每一根繩索都由一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行縮放，而每個(gè)電機(jī)都接收來(lái)自計(jì)算機(jī)控制下的伺服驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)繩牽引并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)。

饋源繩牽引并聯(lián)支撐問(wèn)題是指在滿(mǎn)足饋源艙實(shí)現(xiàn)既定軌跡的條件下，對(duì)該類(lèi)繩牽引并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析與控制。(記者 吳宗寶)