2022年9月15日，臺(tái)風(fēng)“梅花”攜強(qiáng)風(fēng)雨降臨滬上，位于上海中心大廈、重達(dá)1000噸的阻尼器再次出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的擺動(dòng)，使得上海中心大廈這座建筑高度超過(guò)600米的摩天巨擘安然無(wú)恙地屹立于風(fēng)暴之中，維持其上海之巔的“榮譽(yù)”與“尊嚴(yán)”。

關(guān)于這個(gè)“定樓神器”的責(zé)任與使命，早在其研發(fā)之初就已被預(yù)設(shè)好：此阻尼器是世界上首個(gè)電渦流擺式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，也是國(guó)際上首次將電渦流阻尼應(yīng)用于超高層建筑的風(fēng)阻尼器。它完全由我國(guó)自主研發(fā)，目的就是通過(guò)吸振原理，幫助高層建筑抵御“風(fēng)雨飄搖”的危害，維護(hù)國(guó)民生命安全?！斑@是減振、防震相關(guān)理論一次極具代表性的落地應(yīng)用，是將論文寫(xiě)在祖國(guó)大地上的絕佳范例?！眮?lái)自上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院無(wú)人艇工程研究院的副研究員王敏如是說(shuō)道。

▲王敏

物體循直線或曲線出現(xiàn)搖、抖等現(xiàn)象，謂之“振”；偏移其原本位置，則謂之“動(dòng)”。與“震動(dòng)”一詞有所差別的是，前者強(qiáng)調(diào)“往復(fù)”與“規(guī)律”，存在一定的周期性，可用于形容某個(gè)物理量的周期變化過(guò)程；后者則傾向“無(wú)序”與“隨機(jī)”，大約等同于“動(dòng)蕩”的表層含義。在生活中，振動(dòng)現(xiàn)象無(wú)處不在，無(wú)論我們是否感知得到。通常情況下由于已經(jīng)司空見(jiàn)慣，其影響并不大，但放在軍事工程、科學(xué)研究與精密探測(cè)等精益求精的行為之中，這種自發(fā)且難以抑制的自然現(xiàn)象便很可能成為制約其快速發(fā)展的根本因素所在。因此，在距離上海中心大廈僅有十幾公里的上海大學(xué)中，就有像王敏一樣的一群人，他們數(shù)年如一日?qǐng)?jiān)守在崗位之上，同“振動(dòng)”這一看似不起眼但實(shí)可掀起軒然大波的問(wèn)題持續(xù)斗爭(zhēng)。他們勇于承擔(dān)、甘坐冷板凳，為我國(guó)軍工利刃、國(guó)計(jì)民生、海洋探測(cè)等戰(zhàn)略發(fā)展方向盡心竭力，孜孜不息。

啟蒙：一碗傳承至今的“深夜小面”

“其實(shí)我最初的志向并不是從事減振研究?！蓖趺袈殬I(yè)生涯的開(kāi)端多少有些出人意料。2012年，在告別了武漢理工大學(xué)后，碩士畢業(yè)的王敏為華中科技大學(xué)數(shù)字制造裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任陳學(xué)東教授的學(xué)術(shù)造詣與人品所深深折服，不遠(yuǎn)千里，慕名而來(lái)?！拔冶究萍按T士階段的學(xué)習(xí)方向都是機(jī)械制造及自動(dòng)化，具體來(lái)說(shuō)就是機(jī)器人系統(tǒng)研發(fā)。當(dāng)時(shí)陳教授的學(xué)術(shù)成果在業(yè)內(nèi)頗具盛名，所以我目標(biāo)明確，一定要跟隨陳教授繼續(xù)機(jī)器人方向的深造?！比欢?，拜入恩師門(mén)下后，陳教授卻將王敏劃歸在未來(lái)深研減振技術(shù)的組別之中。

“是我的能力不夠嗎？我從前的努力都白費(fèi)了嗎？”即將“跨行”時(shí)，王敏陷入了自我懷疑，“坦誠(chéng)講，我當(dāng)時(shí)對(duì)導(dǎo)師的決定產(chǎn)生了一些負(fù)面情緒?！钡趺舻男愿袷菢O為磊落直率的，他很快就與陳學(xué)東教授當(dāng)面溝通了這個(gè)問(wèn)題。而他得到的答案總結(jié)起來(lái)只有4個(gè)字，卻也重若千斤——國(guó)家需要。“陳教授非常理解我的困惑和迷茫。結(jié)合他當(dāng)時(shí)正投身于光刻機(jī)技術(shù)的攻關(guān)歷程，他語(yǔ)重心長(zhǎng)地跟我講了很多國(guó)家發(fā)展正在面臨的技術(shù)瓶頸，也闡釋了減振技術(shù)等基礎(chǔ)研究對(duì)推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步的重要性。我聽(tīng)得熱血沸騰，也明白了教授的良苦用心?！弊源?，王敏就將自己的一顆紅心全數(shù)奉獻(xiàn)給了超精密主被動(dòng)減振系統(tǒng)、高速高精運(yùn)動(dòng)生成與控制、機(jī)械動(dòng)力學(xué)等彼時(shí)尚屬陌生的學(xué)術(shù)領(lǐng)域。

納米精度工作臺(tái)是微型電子器件（又稱“IC芯片”）光刻機(jī)的三大核心部件之一，制造難度極大，我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域又長(zhǎng)期被“卡脖子”，發(fā)展進(jìn)度緩慢。但隨著智能時(shí)代的來(lái)臨，戰(zhàn)略需求的調(diào)整，一切正在發(fā)生改觀。由陳學(xué)東教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)便是其中一股堅(jiān)實(shí)的支持力量，這些有識(shí)之士集結(jié)在一起，旨在建立一套基于超精制造裝備多場(chǎng)耦合動(dòng)力學(xué)模型的納米精度多自由度工作臺(tái)，并將其搭載于國(guó)家自主研發(fā)的光刻機(jī)之上，彼時(shí)王敏也有幸參與其列?！爱?dāng)時(shí)我接到任務(wù)都不敢相信，覺(jué)得能參與如此體量、規(guī)模的項(xiàng)目簡(jiǎn)直就像做夢(mèng)一樣?！彼裕?、謹(jǐn)慎、如履薄冰，深覺(jué)重任在肩不敢辜負(fù)，三省吾身后仍覺(jué)自己的知識(shí)積淀還不夠豐厚。要彌補(bǔ)這一點(diǎn)，他的方法就只有一個(gè)字——磨。這不僅是從書(shū)海中提煉知識(shí)的過(guò)程，更是一段磨礪科研心態(tài)的修行之路。學(xué)校不遠(yuǎn)處的深夜面館，成了團(tuán)隊(duì)加班、補(bǔ)充能量的“加油站”，“我們常調(diào)侃說(shuō)：?jiǎn)栴}解決不了怎么辦，通宵攻關(guān)來(lái)碗面”。至今這一玩笑之語(yǔ)仍在實(shí)驗(yàn)室中口口相傳。

雖然過(guò)程是波折的，但結(jié)果卻是欣喜的。在協(xié)同光刻機(jī)攻關(guān)的項(xiàng)目之中，王敏針對(duì)超精密裝備納米精度生成的微振動(dòng)問(wèn)題，提出了基于空氣彈簧與磁負(fù)彈簧的正負(fù)剛度并聯(lián)抑振技術(shù)、基于模態(tài)解耦的天棚阻尼生成控制方法與相位遲滯補(bǔ)償前饋控制方法，成功研制出了超低頻主被動(dòng)復(fù)合減振系統(tǒng)。同時(shí)，他也見(jiàn)證了“寶劍”被一眾學(xué)者合力鍛造而出的過(guò)程——我國(guó)首臺(tái)IC芯片光刻機(jī)和國(guó)產(chǎn)首臺(tái)封裝光刻機(jī)現(xiàn)世，使這一行業(yè)實(shí)現(xiàn)了“從0到1”的重大突破。目前設(shè)備早已被成功應(yīng)用于上海微電子裝備有限公司、中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所等機(jī)構(gòu)，王敏所在團(tuán)隊(duì)也憑借此成果榮獲2018年湖北省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)與2019年國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

深研：一股翻騰在心中的滔天巨浪

2018年是王敏入職上海大學(xué)的第一個(gè)年頭。在正式加入教育部“海洋智能無(wú)人系統(tǒng)裝備”工程研究中心、上海市“智能無(wú)人艇系統(tǒng)”工程技術(shù)中心之前，王敏也曾經(jīng)歷過(guò)一段較為艱難的團(tuán)隊(duì)建設(shè)過(guò)程?！盎I建隊(duì)伍最主要的困難就是人手緊缺，剛開(kāi)始我身邊只有一兩個(gè)學(xué)生，凡事都要親力親為，大到設(shè)計(jì)把關(guān)，小到零件采購(gòu)。”但他一度樂(lè)在其中，“這樣我才能切實(shí)深入到研究落地的每個(gè)環(huán)節(jié)中去，畢竟‘絕知此事要躬行’，對(duì)于一個(gè)新人來(lái)說(shuō)這種鍛煉機(jī)會(huì)是很寶貴的。而且，我也絕非孤立無(wú)援，校方和我的領(lǐng)導(dǎo)——上海市智能無(wú)人艇系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任羅均、教育部工程中心主任謝少榮、無(wú)人艇工程研究院院長(zhǎng)彭艷及執(zhí)行院長(zhǎng)蒲華燕等都給予了我非常多的幫助和指導(dǎo)?！?/p>

依托和諧的科研氛圍，再加上“以所學(xué)報(bào)國(guó)”的信念，王敏帶隊(duì)向機(jī)械振動(dòng)的抑制問(wèn)題再次“進(jìn)軍”，繼續(xù)從事超精密主被動(dòng)減振系統(tǒng)建模與計(jì)算、高速高精運(yùn)動(dòng)生成與控制、智能材料基因編輯、智能結(jié)構(gòu)振動(dòng)抑制、高性能振動(dòng)主動(dòng)控制等方面的研究，但與此前略有差別的是，這一次，面向“建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)”的強(qiáng)勢(shì)號(hào)召，他的方向是海洋、是深藍(lán)，其“對(duì)手”則是風(fēng)暴、是浪涌。

振動(dòng)抑制技術(shù)素來(lái)被學(xué)界視為國(guó)民經(jīng)濟(jì)與國(guó)防建設(shè)領(lǐng)域的共性難題，但其同時(shí)也是空天探測(cè)、海面觀測(cè)等重大裝備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，是重大科學(xué)工程中先進(jìn)光電探測(cè)裝備在復(fù)雜工況下服役性能的根本保證?！八粌H決定著各種運(yùn)載、制造、作業(yè)、檢測(cè)等裝備的運(yùn)行精度和穩(wěn)定性，還事關(guān)裝備結(jié)構(gòu)的安全和壽命，是制約航空、航海等軍事裝備發(fā)展水平的共性關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著各種裝備的運(yùn)行環(huán)境、服役性能向極端方向發(fā)展，這些裝備對(duì)振動(dòng)性能指標(biāo)的要求正在不斷挑戰(zhàn)極限。各種軍事環(huán)境中的儀器和裝備對(duì)工作環(huán)境要求嚴(yán)苛，但其載體的工況卻異常復(fù)雜：振動(dòng)大且低頻突出，唯有高性能抑振才能保證這些儀器與裝備安全可靠地運(yùn)行?！蓖趺粞a(bǔ)充道，“對(duì)于軍艦、潛艇等國(guó)防武器裝備而言，振動(dòng)噪聲水平的高低更是其‘聲隱身’的前提，決定其在戰(zhàn)場(chǎng)上的生死存亡?！?/p>

面對(duì)此種嚴(yán)峻態(tài)勢(shì)，王敏作為團(tuán)隊(duì)中的骨干力量，責(zé)無(wú)旁貸地投入了抑振及減少噪聲的科研隊(duì)列之中。4年之中，他先后主持并參與了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“基于剛度解耦設(shè)計(jì)與阻尼在線生成的無(wú)人探測(cè)裝備雙環(huán)主動(dòng)抑振控制”、國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目“基于巨電流變液頻變阻尼在線調(diào)節(jié)的高海況無(wú)人艇探測(cè)裝備抗擾控制研究”、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“仿生水蛇機(jī)器人動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)控制及整機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”、科技部02重大專(zhuān)項(xiàng)課題“高性能超精密主動(dòng)隔振系統(tǒng)研發(fā)”、裝備發(fā)展部領(lǐng)域重點(diǎn)基金項(xiàng)目“基于電/磁流變材料的阻尼控制新器件”等一系列國(guó)家基礎(chǔ)研究和重大工程；研制了多套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并在相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)應(yīng)用的多自由度主被動(dòng)隔振系統(tǒng)，如六自由度壓電式Stewart平臺(tái)、多自由度水聽(tīng)器減振平臺(tái)、多自由度水聲誘餌隔振平臺(tái)及多自由度光纖傳感減振平臺(tái)等多款主被動(dòng)減振裝置。

“科學(xué)技術(shù)的競(jìng)技與經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療等領(lǐng)域一樣，都是‘沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)’。全球頂尖高校、頂尖團(tuán)隊(duì)都是主力軍。在這樣的戰(zhàn)場(chǎng)上，我們絕無(wú)懈怠的理由?！闭\(chéng)如王敏所言，強(qiáng)國(guó)之路仍在繼續(xù)，翻涌在無(wú)數(shù)科研工作者心中的巨浪也從未平息。

責(zé)編 | 關(guān)弋