北京時(shí)間2026年3月16日12時(shí)12分，快舟十一號(hào)遙七運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，“一箭八星”將八顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。此次任務(wù)中，由清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院王學(xué)謙教授團(tuán)隊(duì)牽頭研制的“空間柔性連續(xù)體機(jī)械臂”隨“西垣0號(hào)”衛(wèi)星(馭星三號(hào)06星)一同進(jìn)入太空，成功完成了航天在軌加注空間柔性機(jī)械臂關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證。
這一技術(shù)被稱(chēng)為“太空加油”，即在軌燃料加注技術(shù)，旨在延長(zhǎng)航天器工作壽命，突破燃料攜帶量的限制。此次任務(wù)中，機(jī)械臂要在數(shù)十萬(wàn)米高度的軌道上精準(zhǔn)對(duì)接至燃料加注口，難度堪比在太空中“穿針引線(xiàn)”。
就在此次發(fā)射任務(wù)前不久，王學(xué)謙獲評(píng)2025年廣東省“最美科技工作者”。從實(shí)驗(yàn)室到發(fā)射場(chǎng)，從地面攻關(guān)到太空驗(yàn)證，這位已在空間機(jī)器人領(lǐng)域深耕二十余載的科技工作者，用智慧與擔(dān)當(dāng)，為我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展不斷貢獻(xiàn)清華力量，用一次次“入軌”詮釋著科技報(bào)國(guó)的堅(jiān)守與擔(dān)當(dāng)。
航天器在太空中“拋錨”怎么辦?空間機(jī)器人好比太空中的“4S店”
王學(xué)謙的科研夢(mèng)想，始于童年時(shí)期對(duì)機(jī)器人的向往。2003年，他踏入哈爾濱工業(yè)大學(xué)，相繼攻讀碩士、博士學(xué)位，正式開(kāi)啟空間機(jī)器人領(lǐng)域的科研探索之旅。2014年，博士后出站的他加入了清華大學(xué)深圳研究生院(現(xiàn)清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院)，與團(tuán)隊(duì)聚焦空間機(jī)器人在軌服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。
“汽車(chē)壞了可以進(jìn)4S店維修，但航天器在太空中‘拋錨’了怎么辦?”談及空間機(jī)器人的價(jià)值，王學(xué)謙打了這樣一個(gè)生動(dòng)的比方?？臻g機(jī)器人，就好比太空中的“4S服務(wù)店”，能替人類(lèi)進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)、出艙操作，甚至為航天器“加油”、維修，清理空間碎片，為我國(guó)航天在軌服務(wù)提供核心支撐。
此次“西垣0號(hào)”衛(wèi)星搭載的柔性機(jī)械臂，正是團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域的有益實(shí)踐。與剛性機(jī)械臂不同，柔性臂就像一個(gè)靈活的象鼻，它由多個(gè)柔性彈簧管串聯(lián)組成，可卷曲、扭轉(zhuǎn)、纏繞，能適應(yīng)復(fù)雜狹小空間。采用“繩索驅(qū)動(dòng)”方式，形成“電機(jī)—繩索—關(guān)節(jié)—末端”的控制鏈路，其動(dòng)力學(xué)模型極其復(fù)雜。
在熱真空試驗(yàn)中曾遇“絕處逢生”的場(chǎng)景
在太空中，微小抖動(dòng)都可能導(dǎo)致衛(wèi)星姿態(tài)偏移，影響對(duì)接成功率。為解決控制難題，團(tuán)隊(duì)在硬件設(shè)計(jì)上納入極端工況約束，控制算法歷經(jīng)多輪仿真迭代和大量地面試驗(yàn)。
據(jù)團(tuán)隊(duì)回憶，在熱真空試驗(yàn)中，他們也曾遇到“絕處逢生”的場(chǎng)景。該試驗(yàn)主要模擬太空高低溫交替環(huán)境，當(dāng)機(jī)械臂被送入巨大的真空罐后，曾因溫度變化引發(fā)材料微變形，導(dǎo)致臂體失控抖動(dòng)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)出現(xiàn)異常，帶來(lái)試驗(yàn)中斷、周期重啟的風(fēng)險(xiǎn)。團(tuán)隊(duì)必須在有限的試驗(yàn)窗口期內(nèi)解決問(wèn)題，歷經(jīng)三天攻關(guān)修正算法，最終排除故障。
“我們的工作不僅僅是做科研，更是要為國(guó)家和社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值。”多年來(lái)，王學(xué)謙帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)潛心探索、反復(fù)試驗(yàn)，攻克了空間機(jī)器人總體設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)控制、遙操作等“卡脖子”難題，研制出繩驅(qū)動(dòng)空間柔性機(jī)械臂和敏捷機(jī)械臂，以及基于三維手勢(shì)天地閉環(huán)遙操作系統(tǒng)，圓滿(mǎn)完成了多項(xiàng)重要航天任務(wù)，曾獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、150余項(xiàng)授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利……一系列成果的背后，正是團(tuán)隊(duì)攻克一系列技術(shù)難題的生動(dòng)寫(xiě)照，也鐫刻著他二十余年的科研堅(jiān)守。
“教師的責(zé)任是呵護(hù)學(xué)生心中科研理想的火苗”
作為高校教師，王學(xué)謙始終牢記“立德樹(shù)人”的根本使命，致力于培養(yǎng)“面向未來(lái)的科技工作者”。在學(xué)生眼中，王學(xué)謙不僅是他們的科研領(lǐng)路人，更是人生道路的導(dǎo)師。王學(xué)謙常說(shuō)，教師的責(zé)任，是發(fā)現(xiàn)并呵護(hù)學(xué)生心中科研理想的“火苗”，并為其“添柴加火”。
他的學(xué)生、2025屆博士畢業(yè)生(現(xiàn)為新加坡南洋理工大學(xué)博士后)李壽杰對(duì)此深有體會(huì)。2020年初入課題組時(shí)，他面對(duì)既定研究方向曾一度有些迷茫。王學(xué)謙察覺(jué)后，鼓勵(lì)他跳出舒適區(qū)、突破原有研究邊界，并在空間、設(shè)備、資源等方面給予全力支持。
在導(dǎo)師的引導(dǎo)下，李壽杰勇敢地選擇了頗具挑戰(zhàn)的課題——渾濁水下的物體打撈。歷經(jīng)一年半的摸索、試錯(cuò)與復(fù)盤(pán)改進(jìn)，他與同伴研發(fā)出新一代感知與抓取一體的通用性變剛度機(jī)械爪，并憑借該研究獲得2022年IEEE機(jī)器人與自動(dòng)化國(guó)際會(huì)議(ICRA)最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)提名，不僅為自身科研道路奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，更讓心中的科研“火苗”燃燒得愈發(fā)熾熱。
王學(xué)謙說(shuō)，科技人才的成長(zhǎng)也離不開(kāi)“逆商”的錘煉?！笆∈浅B(tài)，關(guān)鍵在于面對(duì)失敗的態(tài)度?！彼?duì)學(xué)生說(shuō)，要在科研道路上走得長(zhǎng)遠(yuǎn)，目標(biāo)從不是發(fā)表一篇論文、獲得一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，而是“真正做成一件有價(jià)值的事”。
“王老師既是我的科研導(dǎo)師也是我的創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師”
科研與產(chǎn)業(yè)的深度融合，是驅(qū)動(dòng)未來(lái)科技發(fā)展的核心動(dòng)力。深圳作為我國(guó)科技創(chuàng)新的前沿陣地，匯聚了眾多頂尖的機(jī)器人與人工智能企業(yè)，為前沿技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)，提供了真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景和高效的協(xié)同鏈條。而清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院立足粵港澳大灣區(qū)的核心區(qū)位優(yōu)勢(shì)，積極推動(dòng)科教融合，依托實(shí)驗(yàn)室積累的技術(shù)成果，開(kāi)展“有技術(shù)門(mén)檻的創(chuàng)新性創(chuàng)業(yè)”，讓科研成果真正服務(wù)于社會(huì)。
“王老師既是我的科研導(dǎo)師，也是我的創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師?！惫谇笞?020年碩士期間加入王學(xué)謙課題組，依托學(xué)院搭建的多科學(xué)交叉、重產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的科研平臺(tái)，深耕機(jī)器人的機(jī)械、電子、硬件、軟件、算法等全環(huán)節(jié)，積累了較多的科研成果和扎實(shí)的工程落地經(jīng)驗(yàn)。
在王學(xué)謙的悉心指導(dǎo)下，郭冠求逐步接觸科技成果轉(zhuǎn)化工作，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)打破技術(shù)壁壘，將機(jī)器人技術(shù)從航天場(chǎng)景拓展至航運(yùn)、航海、智能制造等民用賽道，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的跨場(chǎng)景應(yīng)用。2025年，郭冠求成立了產(chǎn)業(yè)化公司，通過(guò)學(xué)院科技成果轉(zhuǎn)化機(jī)制完成了知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果轉(zhuǎn)化，同時(shí)與多家央國(guó)企達(dá)成產(chǎn)學(xué)研合作。
“要堅(jiān)持長(zhǎng)期主義，不要跟別人去比較，認(rèn)準(zhǔn)自己想做的事情就全力以赴去做?！蓖鯇W(xué)謙的這句話(huà)，成為郭冠求在創(chuàng)業(yè)路上的精神支撐。從一名毫無(wú)工作經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生，成長(zhǎng)為跨領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，其間的挑戰(zhàn)數(shù)不勝數(shù)。幸運(yùn)的是，每當(dāng)郭冠求垂頭喪氣地走進(jìn)導(dǎo)師的辦公室，又總能獲得新的方向和啟發(fā)?！巴趵蠋熂葧?huì)給我具體的解決方法，也會(huì)做宏觀(guān)的方向指導(dǎo)，這么多年一直如此?！?/p>
目前，郭冠求團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)研發(fā)的船底噴涂機(jī)器人和船側(cè)噴涂機(jī)器人，已在多個(gè)船舶制造維修廠(chǎng)實(shí)測(cè)并上線(xiàn)，逐步實(shí)現(xiàn)圍繞船舶行業(yè)為龍頭場(chǎng)景的機(jī)器人與具身大模型技術(shù)成果示范應(yīng)用，構(gòu)建了“人工智能+物理載體+場(chǎng)景運(yùn)用”的技術(shù)更新閉環(huán)，走出了一條技術(shù)扎根校園、成果服務(wù)社會(huì)的特色科創(chuàng)之路。
編輯：李華山
