永不言棄、懂得感恩的年輕人會有更大作為
——訪上海大學無人艇工程研究院副院長蒲華燕

永不言棄、懂得感恩的年輕人會有更大作為
——訪上海大學無人艇工程研究院副院長蒲華燕

上海大學無人艇工程研究院研制的“精海”系列無人艇近年獲得包括國家技術發明二等獎、上海市科技進步一等獎等多個獎項，其成果交付國家海洋局東海分局、交通運輸部東海航海保障中心等單位在東海、黃海、南海和南極等海域應用，為國家的海洋戰略、極地科研和國防事業做出了重要貢獻。2017年入選啟明星計劃的蒲華燕就來自這個無人艇研發團隊。年初的啟明星交流會上，當得知這位靚麗的女孩就是來自上海大學兩位啟明星羅均、謝少榮領銜的團隊時，登時有一種親切感。于是約定年內一定要去采訪她。

機器人大賽初露鋒芒

蒲華燕是重慶人，出生于1982年，就像大多數80后一樣，她也是獨生子女。父母都來自交通運輸系統，都是技術出身，因此她從小就覺得自己以后應該掌握一門技術。此外，還有一個對蒲華燕影響較大的人，就是她的大伯，大伯在文革前就讀了大學，是家里的知識分子，大伯以切身經歷告訴她：學好數理化，走遍天下都不怕。于是她在高中時就選擇了理科。蒲華燕所在的高中是很一般的學校，小蒲明白她至少要進年級前幾名才能有機會上大學。壓力下，蒲華燕高中3年特別努力，每天晚上都要學習到12點才睡。努力換來了回報，她高中3年都是年級第一，也是年級里唯一一個省級的“三好學生”。

2001年，蒲華燕考入了自己理想中的位于成都的電子科技大學，所學專業機械電子工程也是她從小就立志要讀的工程類專業。在大學，蒲華燕保持了在高中時的拼勁，每年的學習成績均在年級名列前茅。

2003年，中央電視臺（CCTV）組織了面向大學生的亞太大學生機器人大賽，每個學校只有一個隊參賽，最終全國只有32個隊能參加決賽。這個大賽一般都是大四的學生組隊參賽，當時讀大三的蒲華燕覺得自己對機器人比較感興趣，也從認識的研究生那里了解到一些前沿的知識，于是就報名參賽。學校從各學院挑選了10個人組成校隊，蒲華燕有幸被選上。但接下來才是迎接挑戰的開始，她需要在短時間內彌補可能在大四甚至是研究生階段才會學習到的專業知識，如機械設計和加工、電路板的設計和制作、控制系統控制算法的設計。從開始控制兩個電機到多個電機，再到控制傳感器，以讓機器人走得快走得直走得準，這些都超出了大三學生的能力。蒲華燕除了自學以外，還向師兄們學習，并經常到工廠和調試基地進行實訓。學校當時也特別支持他們參賽，為參賽學生減免了一些課程。

經過差不多一年時間的準備，蒲華燕所在的校隊參加了在北京航空航天大學舉行的第三屆亞太機器人大賽。這一屆機器人大賽的主題是“鵲橋相會”，要求參賽者通過機器人將斷橋一端的物品運送到另外一端，誰能最快最好地完成任務誰就勝出。這就需要至少兩個機器人進行協作，一個機器人修橋，一個機器人運送物品。比賽時，CCTV全程現場錄播，每個隊伍選擇2～3個人到臺上進行具體操作，而蒲華燕就是其中之一。對于當時年僅20歲的她來說，這是一個不小的考驗，緊張是可想而知的，但她憑借扎實的專業基礎和一年來的充分準備，經過緊張激烈的競爭，蒲華燕所在的電子科大校隊最終進入了全國8強。蒲華燕說：“這次參賽讓我收獲很大。一方面，在這個過程中我找到了自己的興趣，也學習了如何去完成一個未知的任務，怎么去做一個實實在在的東西，而不僅僅是書本上的理論知識。在工程實踐中我發現學校里學的每一門課都是有用的，理論和實踐在這場比賽中得到了很好的結合。另一方面，自己當時的知識儲備不夠，要通過自學后消化吸收再創新，這是一個對學習創新能力的考驗。我當時感覺壓力特別大，經常給家里打電話，父母在支持我的同時也很心疼，說如果實在太難就放棄吧。我想如果遇到困難就選擇逃避和放棄，這會成為一種習慣。這次大賽我最終還是咬牙堅持下來了。從此以后我就一直堅持著一個信念，遇到困難不要輕易放棄，越過了這座山會有新的風景，每個難關都是人生中寶貴的財富。”也許正是這種“永不言棄”的信念，成就了今天的蒲華燕。

合作項目改變人生軌跡

大四的時候，蒲華燕成功獲得了學院的保研資格，保送到本專業全國排名第一的華中科技大學機械科學與工程學院讀研。亞太大學生機器人大賽讓蒲華燕對機器人非常感興趣，因此在選擇導師的時候她申報了專攻機器人研究、剛從日本歸國的陳學東教授的研究團隊。在碩士研究生的兩年時間里，蒲華燕在導師指導下投身于四足爬行機器人的研究，一共做了三代樣機，包括設計和焊接電路板，寫程序進行調試，以及電機核心部件制作等。與本科時設計的輪式機器人相比，四足爬行機器人更復雜，涉及的電機數量更多，有12個電機甚至是18個電機，往往是執行一種動作就需要一臺電機。此外，四足爬行機器人的設計還涉及到機器人的機構學、動力學，需要更多理論上的知識和方法，換句話說，原來只要設計和制作出一個具體的可以操作的機器人就可以了，現在需要上升到更高層次的理論和方法學上進行研究。臨近碩士畢業之際，蒲華燕對機器人有了更多的了解，她很想繼續深入下去，而且所在研究團隊的氛圍十分好，陳學東教授本身也是非常優秀的導師。于是蒲華燕決定留下來繼續讀博，而且她已經想好在攻博階段要立足于對機器人行為需求的控制，這就更多涉及到動力學的建模和控制，需要掌握更復雜的機電系統。為此，小蒲有意識強化這方面的訓練，譬如參加多次國際學術會議，每周的課題組例會都積極參與并做好交流的準備，這些不同層面的學術交流都大大開拓了她的視野和思路。

博士三年級期間，小蒲參加了國家重大專項《極大規模集成電路制造技術及成套工藝》（簡稱02專項）的課題研究。這個項目的攻關需要多個研究單位協同合作，其中就包括華中科技大學與上海微電子裝備有限公司共同合作的光刻機研制部分。華中科大負責理論層面的攻關，其研制的裝置后期還需要到微電子公司進行調試和可靠性的驗證。出于對小蒲的信任，陳學東教授讓她帶領一個約10人的小團隊常駐微電子公司進行后期調試。這個項目的攻關難度非常大，而且也非常辛苦。為了保證調試，有兩三個月時間蒲華燕和團隊成員三班倒，以保證“機器不停”。調試間恒溫恒濕，進去需要穿戴特殊的衣服、口罩和手套，經常一進去就是幾個小時，不能上廁所不能喝水。調試過程中會出現非常多的問題，需要每一個環節逐個摸排，除了需要耐心和細致，還需要足夠強的解決問題的能力，因為很多問題都是第一次碰到，沒有人能告訴你解決方案，只能自己慢慢摸索。經過一年多的時間，團隊最終完成了這項艱巨的任務。

同樣也是因為導師的信任，02專項的前期申請、過程的管理和執行、節點的推進和匯報，項目的檢查和驗收等，蒲華燕都是作為主要成員全程參與，甚至是在有院士和高級專項專家在場的結題驗收會上，導師都是有意讓蒲華燕作匯報。這樣一個高度參與的過程，讓小蒲受益匪淺。回顧這段經歷，她說：“這是一個全面的進步。一方面，除了學術上的提升外，團隊的組織管理和溝通協作能力也得到鍛煉。例如，在完成攻關任務外，我們在外參與設備調試的每個人都有撰寫畢業論文的壓力，作為團隊負責人的我需要照顧到他們的感受，考慮他們的論文怎么寫，如何讓團隊成員的個人目標和團隊的目標連接在一起，并建議導師建立一些獎勵機制，以充分激發每個年輕人的潛力，達到攻關任務和個人具體目標完成雙贏的效果。作為現場負責人，我每天晚上要和大家開一個簡短的例會，讓每個人對今天的工作做小結，討論遇到的問題，擬一個應對的方案。我盡量在自己有限的能力范圍內做更多的探索和思考。另一方面，艱苦的工作環境與巨大的壓力也讓我變得更加自強，更加堅定了不輕言放棄的信念。”

博士畢業時，蒲華燕獲得了“湖北省優秀博士學位論文”以及在機械行業非常受認可的“全國上銀優秀機械博士論文獎”，這個獎每年全國只有40篇優秀論文入選，這也是對蒲華燕博士4年學習和研究成果的高度肯定和認可。

在拿到博士學位后，蒲華燕本可以回到電子科大任教，但在上海的一年半時間改變了她的想法。因為02專項，她對上海有了更多的了解和認識，上海的活力、高辦事效率和契約精神吸引了她。在與多個單位的交流合作中，她也看到了更多的發展機會，她渴望到更大的舞臺上去磨礪自己。由此她選擇了留在上海發展。

無人艇工程筑夢未來

在導師的推薦下，2011年她加入了上海大學機電工程自動化學院精密機械工程系的特種機器人研究室。研究室的研究方向與她博士期間的研究方向非常契合，這種無縫連接讓她很快就融入到這個研究團隊。雖然都是在學校，但做學生和做老師還是有很大的不同。初入社會的蒲華燕并不知道在高校的生態圈里如何更好地發展，時任系主任的羅均教授給了她一些非常接地氣的建議：新進教師應該在3年內完成3件事，一是主講一門本科生的課程，二是申請到一個國家級的課題，三是在國際權威期刊上發表2～3篇論文。這些建議如醍醐灌頂，讓蒲華燕知道了方向和目標。這3個目標蒲華燕都提前且超額完成了。在教學方面，蒲華燕主講了《流體力學與熱力學》《傳感器原理與應用》《建模與仿真》等課程。其中，《流體力學與熱力學》是一門專業性強、難度大但又十分重要的課程，蒲華燕將自己獨特的理解和風格融入到這門經典的課程中，深受學生們喜愛，據說每次她的課前幾排都被早早占座了，她因此也被評選為機電自動化學院“十佳教師”。

蒲華燕的研究方向（包括這次入選的啟明星課題）主要集中在幾個方面，無人艇海圖測繪、減振降噪和智慧物流。海圖對船舶航行，甚至對整個國家的海洋經濟和國防安全都至關重要。然而，目前我國很多海岸線的測繪標注還有諸多盲點，因為一般海測船吃水較深，而我國有多達數十萬平方公里的海域深度還不到5米，在這些島礁周邊用一般的海測船是測不了的。蒲華燕和團隊自主研發的“精海”系列無人艇吃水很淺，能夠實現自主航行、自主避障、自主測繪，是解決我國島礁海域測量問題的高科技裝備。目前利用“精海”系列無人艇，有關部門已經完成了南極以及我國南海、東海等復雜海域的測量和科考任務。

船艇航行時如何減振降噪是一個世界性難題。潛艇的噪聲是其致命弱點，因為“被發現就等于被消滅”。目前國內不少機構都在研究減振降噪，但還沒有達到理想的效果，特別是在低頻段（0.7～10赫茲），因為低頻段的振動能在水中傳播更遠。解決低頻段的噪聲難題，是蒲華燕目前研究的重點，她通過非線性負剛度的生成方法來降低噪聲，對低頻噪聲能達到很好的效果。目前輕量型載荷的降噪已經取得較好的成果，現在正在對大載荷的降噪進行攻關。

蒲華燕說自己很慶幸當時選擇留在上海發展，并且選對了單位，更重要的是選對了團隊。“團隊里的每一個人都是我的良師益友。尤其是羅均、謝少榮兩位當家人，他們為研究團隊奠定了很好的基礎，提高了整個團隊的學術水平和層次，讓年輕人有更多的機會，我才得以在這樣的基礎上取得好成績。羅均教授善良、謙讓、高瞻遠矚，總是極力提攜年輕人；院長謝少榮教授非常能吃苦，她經常說年輕人不怕吃苦，怕的是沒有方向。這兩位團隊領頭人是國家技術發明獎的第一、第二完成人，是國家杰出青年獲得者，并先后獲得過啟明星計劃和啟明星跟蹤的支持。他倆給我樹立了最好的榜樣。此外，我們無人艇團隊的人際關系非常單純，大家把所有的精力都投入到研究中，這樣的團隊和工作氛圍真是可遇而不可求！”

是的，生長在這樣一個國家高度重視科技創新的新時代，選擇了上海這樣一個處處充滿機遇的城市，進入了這樣一個的優秀和諧的研究團隊，可謂天時地利人和，蒲華燕是幸運的，但這與她本人的勤奮努力、堅持不懈密不可分。在未來的日子里，相信這個漂亮、直爽、干練，又自信滿滿、朝氣蓬勃的重慶女孩會有一番新的作為，我們也期待她的研究成果能為祖國的國防和海洋事業添上更精彩的一筆！

無人艇團隊榮獲2016年度國家技術發明二等獎

[江世亮、梁偲采寫于2017年11月26日]