智能“新物種”

馮金銘 陳龍 丁夢飛 馮童

湖大設(shè)計實驗室（HDDL）是湖北大學產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的交叉設(shè)計實驗室。實驗室2023屆畢業(yè)生利用多種前沿交叉設(shè)計理念，探索了不少解決當下自然環(huán)境、人類環(huán)境中所面臨問題的新技術(shù)和新產(chǎn)品。

神經(jīng)控制示意圖

實物展示

機器人爬墻效果圖

裝卸效果圖

放大模型圖

江豚投喂輔助水下無人機

作者：陳龍

指導教師：馮金銘

生物智能設(shè)計是將生物學和人工智能結(jié)合在一起的全新探索，在基于生命體的研究上結(jié)合智能設(shè)備的技術(shù)形成新的“智能生物”。利用全新的“物種”探索并解決當下自然環(huán)境、人類環(huán)境中所面臨的問題，是生物智能設(shè)計所面臨的挑戰(zhàn)。

長江江豚是中國特有的物種，棲息于長江及其支流中下游。作者利用光遺傳學控制魚類對江豚進行投喂。具體來說，就是通過將光敏蛋白質(zhì)基因?qū)氲紧~類的基因組中，使其表達光敏蛋白質(zhì)。然后，將設(shè)備吸附在魚身上，在水中使用藍光或激光器照射到魚類身上，激活其身上所表達的光敏蛋白質(zhì)，從而控制魚類的游動方向、速度等。這樣，可以將魚類引導到特定的位置，從而吸引江豚前來捕食，精確控制餌料從投出到被捕食這一過程中的運動，提高餌料利用率。餌料對江豚的捕食行為影響小，因為光遺傳學投喂控制的是活魚，不會讓江豚產(chǎn)生對于投喂的依賴。另外，這一投喂方式對環(huán)境的危害小，不會產(chǎn)生廢棄餌料和腐敗的魚肉，同時也不會產(chǎn)生噪聲，造型隱蔽，不會驚擾到江豚。

人工肺—基于孔隙結(jié)構(gòu)下的氧合器優(yōu)化設(shè)計

作者：馮童

指導教師：馮金銘

微流控系統(tǒng)是通過控制非常微量的液體來進行的科學實驗，這一技術(shù)所涉及的領(lǐng)域包括化學、流體物理、微電子、新材料、生物學等。產(chǎn)品設(shè)計中的微流控設(shè)計是非造型設(shè)計，在尺度上是極其微小的，是通過對小尺度的設(shè)計探索對宏觀系統(tǒng)的改變。

ECMO（體外膜肺氧合）是用于急性、嚴重的可逆性心或肺功能衰竭的最頂尖的體外支持設(shè)備之一。氧合器是ECMO系統(tǒng)中的重要組成部分，通常采用中空纖維膜式氧合器。然而，ECMO系統(tǒng)的臨床使用時間也受到氧合器本身的一些限制。例如，纖維潤濕是必要的，但過多的血漿滲漏可能會導致血漿易堵塞和血液成分易沉積。因此，氧合器的設(shè)計需要平衡血氣分離效率和血漿滲漏風險。

作者通過工業(yè)設(shè)計的手段來改善微控流人工肺的血流設(shè)計，通過微控流技術(shù)，調(diào)節(jié)人工肺中血流的速度、方向和壓力等參數(shù)，實現(xiàn)對血流量的精確控制，使設(shè)備更加符合人體工程學原理，從而提高患者使用的舒適度和治療效果。

高層或超高層建筑投遞系統(tǒng)

作者：丁夢飛

指導教師：馮金銘

機器對于環(huán)境的改變已經(jīng)越來越明顯。隨著智能機器的發(fā)展，從利用機器為人來設(shè)計，轉(zhuǎn)變成利用機器為機器設(shè)計環(huán)境。現(xiàn)實的環(huán)境設(shè)計需要開始考慮機器的行為，一方面是為了更好地服務機器，另外一方面則是為了創(chuàng)造一個更加合理的人機共生的生態(tài)系統(tǒng)，這就是人機共生的環(huán)境設(shè)計。

近年來，物流服務已成為城市生活不可或缺的重要組成部分。然而，傳統(tǒng)的快遞服務系統(tǒng)已難以滿足龐大的業(yè)務量，尤其面對高層或者超高層的小區(qū)投遞，人工效率很難滿足有效的服務。該設(shè)計基于系統(tǒng)設(shè)計原則，深入研究物流系統(tǒng)全流程，特別是末端物流配送環(huán)節(jié)，旨在解決當前城市快遞服務系統(tǒng)的弊病，從宏觀的角度完善思考，使快遞車設(shè)計切合物流環(huán)境，讓快遞服務能深入到“最后一米”。

該設(shè)計不僅帶來了解決問題的一種工具，而且針對現(xiàn)有的城市交通系統(tǒng)、居住模式以及未來小區(qū)規(guī)劃提出了系統(tǒng)性反思。作者采用的機器人投遞方式完全基于現(xiàn)有的居住建筑平面的特征，通過在建筑外墻增加軌道，并結(jié)合消防樓道的公共空間，來實現(xiàn)投遞服務。

責任編輯：賈倩穎