王勇:感受深海的力量與節奏

王勇，博士，合肥工業大學機械與汽車工程學院教授。中國人工智能學會智能機器人專業委員會委員、中國自動化學會機器人專業委員會委員、中國儀器儀表學會傳感器分會理事。長期從事機械設計、傳感及測試技術、服務機器人及機器動力學方面的研究，先后主持或參加國家自然科學基金、國家863子課題、國家科技攻關等10個項目。在國內外發表論文10多篇，獲得授權發明專利11項，獲各項獎勵3項。

海洋是生命的搖籃。自古以來，探測海洋就是人類摸索生命起源、研究世界奧秘的重要方式之一。隨著人類對海洋研究和開發的不斷深入，各種專門應用于海洋特別是深海的傳感器成為相關領域研究的焦點。

合肥工業大學機械與汽車工程學院教授王勇，一個深藍世界的探索者，近年專注于深海傳感器的研究和設計，尤其在海洋壓力和流速流向的傳感及測試技術研究領域頗有建樹。

多年來，海洋壓力傳感器一直被廣泛應用于海嘯探測、潮汐測量、水下機器人作業位置測定、海上建筑平臺水平度測量等工作中，但隨著探測范圍的擴大、探測深度的逐步增加，人們對傳感器的技術要求也越來越高，尤其對能夠滿足大壓力、高絕對精度、適于深海探測的傳感器裝置渴望迫切。

王勇長期從事機械設計、傳感及測試技術、服務機器人及機器動力學等方面的研究，涉獵極為廣泛。在意識到深海傳感器項目的重要性和先進性后，王勇就充分利用自身在機械動力學與機器人設計方面的學科優勢，圍繞解決深海環境中壓力探測方法及相關技術問題，開始了長期的探索。

早在本世紀初，他就開始參與水下力傳感器課題項目的研究，多年來在水下機器人多軸力傳感器的參數辨識、關鍵技術研究與設計研制等方面積累了豐富的理論和實踐經驗。

隨后，王勇帶領課題組對幾種典型的機器人用多軸力傳感器結構在水壓作用下的應力、應變進行了細致分析，提出了一種基于活塞式壓力平衡的“水下機器人用多軸力傳感器壓力平衡裝置”以及“基于液體的可壓縮性，建立分析膜片、軟囊在深水大壓力下大撓度變形及其力學行為的方法”。

該平衡裝置使水下機器人用多軸力傳感器不能承受深海大水壓的問題得以解決，保證了力傳感器工作的可靠性和精確性，為深海作業型機器人力感知系統的早日應用提供了關鍵性的技術保障。

基于此，王勇課題組最終提出了一種既能測量深海大水壓，又能測量微小水壓的間斷力平衡式壓力傳感器的構思，并獲得了國家發明專利授權。

成果的取得，極大鼓舞了王勇和課題組的成員。欣喜之余，他們并沒有停滯不前，而是將目光投向了遠方。

王勇介紹，海流就像人體中的血液循環，把世界整個大洋聯系在一起，在流動中維護著大洋各種水文、化學要素的長期相對穩定。海流對海洋中多種物理過程、化學過程、生物過程和地質過程，以及海洋上空的氣候和天氣的形成及變化，都有影響和制約的作用。傾聽海流運動規律與節奏—海洋流場的實時監測和測量是海洋學研究、水下工程、航海以及軍事活動的重要內容。

海洋流速傳感器就是用于傾聽海流運動規律與節奏的一種基本傳感器，已有廣泛應用，但目前國內尚無能夠直接用于深海的多維流速傳感器。經過廣泛調研和反復分析，王勇課題組將目標鎖定在了可直接用于深海的海洋流速傳感器上。

在之前海洋壓力傳感器研究的基礎上，2009年，在國家自然科學基金項目的支持下，王勇課題組進行了“三維瞬時海流的測量方法及新型傳感器的研究”項目，旨在研究一種新型壓阻式三維流速傳感器。

經過不懈努力和刻苦攻關，課題組最終成功研制出了新型流速傳感器的原理樣機，并申請了兩項國家發明專利，為他們接下來的更進一步研究奠定了堅實的基礎。

縱觀王勇多年在機械設計、傳感及測試技術方面的研究經歷，我們不僅能感受到他的研究涉獵之廣，而且也很容易發現他的另一個研究特點—始終立足實際需求。無論是為解決深海探測需求研究的海洋壓力傳感器、流速傳感器，還是在機械設計領域進行的發明創造，切實解決實際問題、滿足現實所需，始終是王勇進行科學研究的出發點。而他帶領課題組研發的“主被動式肢體協調運動智能健身椅”，正是王勇研究特色的集中體現。

“主被動式肢體協調運動康健輪椅”在設計之初，是特別針對偏癱患者患病特點的。利用這個輪椅，患者可用健康一側的肢體帶動患側肢體進行運動訓練，康復與健身同時進行，有助于患者盡快康復、恢復健康。而且，這個康健輪椅不受場地限制，操作簡單，結合健身與康復、主動與被動訓練等多種功能于一體，能夠使上肢、下肢與身體協調運動得到有效訓練，增強健康。

在不斷調整、改善進而形成產品的過程中，王勇課題組發現，這種健身方式不僅僅適用于中風、偏癱患者的功能康復，它同樣適用于現代社會健康人群的健身和保健。這種輪椅的出現使人們能夠隨時隨地針對不同部位進行不同強度、多種形式的鍛煉，解決了長期處于坐姿工作狀態的人群缺乏體育鍛煉的現實問題，表現出廣闊的市場應用前景。

該項目前期研制的第一代原理樣機榮獲全國機械創新設計大賽安徽賽區一等獎、全國二等獎，并獲得3項國家授權發明專利。現在，王勇課題組已經與相關公司簽訂了合作協議，共同進行產業化推廣。相信在不久的未來，這款實用型康健輪椅就會出現在我們的身邊。

機會總是青睞有準備的人。有了新型流速傳感器的成功經驗，2011年1月，在王勇的主持下，“可測上升流的三維瞬時海流傳感器的研究”項目再次得到國家自然科學基金的垂青，新的研究征程再次揭幕。

上升流對海洋生物和生態環境有著重要的意義，但由于其產生和運動規律復雜，目前對其探測不僅測量繁瑣復雜，而且計算困難，國內外仍未見直接而有效的上升流流速探測方式。這個項目的研究目的就在于研究一種新型的海流傳感器，解決上升流流速測量難題，將國內的海洋上升流研究提升到一個新的高度。

前路漫漫，路阻且長。王勇深知，選擇遠方，也就選擇了風雨兼程。但他們沒有絲毫畏懼，因為他們相信，滄海橫流方顯英雄本色，風雨后的彩虹只會更加炫彩奪目。