“贪玩”博后一周解决行业难题：读论文限制了我的想象力

 
 
“贪玩”博后一周解决行业难题：读论文限制了我的想象力  
 

 

文 |《中国科学报》记者 徐可莹

用一句话来概括今年33岁的翟译晨，大概是“讲不了脱口秀的手艺人不是好科研人员”。

他风趣健谈、贪玩爱折腾，却成功凭借天马行空的想象力和过人的动手能力，在一周内解决了行业顽固难题；几乎不读论文，博士期间却能轻松在Advanced Materials这样的行业顶级期刊上发表文章。

近日，不走寻常路的翟译晨又迎来了自己的新作品——一种创新型一体化3D打印气动自动抓手，相关论文作为封面文章发表在Science Robotics上。

翟译晨发表在Science Robotics上的成果

很难想象，这位来自美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的博士后，还是网络红人“手工耿”的铁粉。事实上，翟译晨做科研也的确有股“手工耿”的味儿——实验设备经常是自己拼凑和搭建的，设计方案也常常源自想象力。他把自己这种工作风格形容为“作坊式”科研，相比那些典型的科研方式，翟译晨的路子，更类似于一种“艺术创作”。

翟译晨，受访者供图

1个星期，解决行业顽固难题

翟译晨的“开挂”故事要从2021年春天讲起。

当时，他还在加利福尼亚大学圣迭戈分校读博，即将于两个月后转入同校Michael T. Tolley教授的实验室做博士后。还没正式入职，他就接到了来自未来老板的一项紧急任务。

看到邮件时，翟译晨正在夏威夷度假（顺便起草一篇新的论文）。慌忙回到学校后，他才知道是要为巴斯夫公司的一个赞助项目“救场”。

巴斯夫公司要求Tolley教授在一周后的项目年会上汇报最初研究提案的完成度，即用3D打印方法制作一个软体气动制动器。然而，项目之前近一年的研究并没有实现可以展示的成品。于是，这口“锅”被顺到了翟译晨头上。

这个任务看起来简单，但在此之前，还几乎无人实现过具有实用价值的3D打印成品。

“3D打印软体机器人的基本方法是靠一个很小的喷头往外挤出已经烧热融化的‘TPU’膏状材料，材料一层一层往上叠加成型。在这个过程中，加工路径是不连续的，其中的回抽和快速移动很容易在侧壁上产生缝隙。一旦气从缝隙中漏出去，做成的气动机器人部件肯定就不工作了。”翟译晨解释道。

在以往的很多研究中，解决漏气的思路非常直接——把壁加厚。尽管达到了气密效果，但由于TPU材料的硬度本来就比硅胶高一个数量级，这样做出的制动器又厚又硬，甚至难以活动，通常需要加超高的气压才能勉强达到一定的弯曲效果。

但翟译晨非常自信，他当即夸下海口：“我两天就把它解决掉！”

结果啪啪打脸。他足足花了近一个星期时间，做了几十次测试，才终于在临近汇报前想出可行的解决方案。

“这个方法简单来形容，就像是我们小时候常画的 ‘一笔画’，专业术语叫作欧拉路径。”

翟译晨将3D打印的模型全部设计为“欧拉路径”，即每一层的喷头打印时都靠“一笔画”的路径来完成运行，一气呵成，没有停顿，没有回抽，这样就避免了接缝处的漏气现象。

与纸上作画不同，一个气动制动器内部包含多个互联结构，要使喷头在每一层的高度上都一笔完成需要打印的图形，再加上里面管路的干扰，设计和测试过程就变得异常复杂。这也是翟译晨最终没有用两天，而是用一周才交上答卷的原因。

借助这个“一笔画”的创新方法，他很快做出了第一个既柔软又气密的3D打印制动器，向Tolley教授和赞助商证明了他足够胜任这份研究工作。

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