把論文寫(xiě)在祖國(guó)的大地上
——北京理工大學(xué)科研工作紀(jì)實(shí)
發(fā)布日期：2020-11-09 供稿：科研院、宣傳部 攝影：科研院
編輯：吳楠 審核：藺偉,、王偉 閱讀次數(shù)：【編者按】在全面做好疫情防控的基礎(chǔ)上,，金秋9月，學(xué)校成功舉辦了建校80周年系列紀(jì)念活動(dòng),。下半年,，學(xué)校將迎來(lái)第十五次黨代會(huì)。站在新的歷史起點(diǎn)上,，在全面開(kāi)啟建設(shè)中國(guó)特色世界一流大學(xué)新征程之際,，為全面展示學(xué)校十四次黨代會(huì)以來(lái)取得的辦學(xué)成就，黨委宣傳部特別推出“砥礪奮進(jìn),、輝煌北理”系列專題報(bào)道,，營(yíng)造昂揚(yáng)向上、激情進(jìn)取的良好氛圍，凝聚師生員工團(tuán)結(jié)奮斗,、矢志一流的磅礴力量,。
部署于云南江城的昆蟲(chóng)雷達(dá)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)
“嘀，嘀,，嘀……”隨著倒計(jì)時(shí)鐘聲的響起,，晚六點(diǎn)，“Ku波段高分辨全極化昆蟲(chóng)探測(cè)雷達(dá)”準(zhǔn)時(shí)現(xiàn)身在CCTV17農(nóng)業(yè)農(nóng)村頻道,，為大家準(zhǔn)點(diǎn)報(bào)時(shí),。該空中昆蟲(chóng)生物遷飛監(jiān)測(cè)雷達(dá)由北京理工大學(xué)聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院歷時(shí)三年研制完成，通過(guò)向空間輻射電磁波的方式開(kāi)展全天候,、全天時(shí)探測(cè),。當(dāng)電磁波與昆蟲(chóng)“相遇”，昆蟲(chóng)的信息便可一清二楚,，可有效預(yù)防蟲(chóng)害的發(fā)生,。目前，兩臺(tái)Ku波段昆蟲(chóng)雷達(dá)已經(jīng)部署于云南地區(qū)國(guó)境沿線,，針對(duì)草地貪夜蛾等重大遷飛害蟲(chóng)入境,，可提供第一手監(jiān)測(cè)信息，把好空中國(guó)門,。
近年來(lái),，在北理工，諸如昆蟲(chóng)探測(cè)雷達(dá)這樣的重大科技成果不斷涌現(xiàn),，科技工作蓬勃發(fā)展,，這是新時(shí)代北理工科技發(fā)展理念的生動(dòng)體現(xiàn)。
“扎根中國(guó)大地,，建設(shè)世界一流大學(xué)”,，學(xué)校以此為科技發(fā)展目標(biāo)，不斷優(yōu)化“數(shù)理化文融為基,，機(jī)信生材智為干,，地信天海醫(yī)為領(lǐng)”的科研體系，堅(jiān)持“聚大團(tuán)隊(duì),，建大平臺(tái),，擔(dān)大項(xiàng)目，出大成果”的科技創(chuàng)新范式,，大力強(qiáng)化基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新,，聚焦關(guān)鍵核心技術(shù)的交叉融合，整合優(yōu)質(zhì)資源,，推進(jìn)重大創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè),，完善重大科研攻關(guān)的協(xié)同聯(lián)動(dòng)機(jī)制,，持續(xù)提升服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略能力，走出了一條科技創(chuàng)新的“北理工之路”,，為服務(wù)國(guó)家安全,、國(guó)計(jì)民生重大需求貢獻(xiàn)北理工力量。
理工并重,，做服務(wù)重大戰(zhàn)略的國(guó)家隊(duì)
北理工研發(fā)的電動(dòng)車用于北京奧運(yùn)會(huì)
“1994年我參與研究的純電動(dòng)公交車‘遠(yuǎn)望號(hào)’試車成功,，這是我國(guó)首部純電動(dòng)公交車。準(zhǔn)備批量生產(chǎn)之際,，美國(guó)供應(yīng)商卻突然獅子大開(kāi)口,，零部件售價(jià)從一套4萬(wàn)美元提高到10萬(wàn)美元，這直接導(dǎo)致了中國(guó)首臺(tái)電動(dòng)公交車量產(chǎn)計(jì)劃的擱置,?！敝袊?guó)工程院院士、機(jī)械與車輛學(xué)院教授孫逢春因?yàn)檫@次打擊,，更加堅(jiān)定了要掌握核心技術(shù),、自主研發(fā)電動(dòng)車輛的決心和信念。此后,，孫逢春帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),，攻堅(jiān)克難，終于研發(fā)出具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的純電動(dòng)大客車,。2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間,，電動(dòng)汽車首次大規(guī)模使用，實(shí)現(xiàn)了奧運(yùn)中心區(qū)零排放,。這套純電動(dòng)公交運(yùn)營(yíng)體系還服務(wù)于上海世博會(huì),、廣州亞運(yùn)會(huì)、APEC會(huì)議,。2019年以來(lái)，孫逢春又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克極寒等惡劣條件,，使新能源汽車在北京冬奧會(huì)期間普及使用成為可能,。
孫逢春院士團(tuán)隊(duì)是北理工眾多科研團(tuán)隊(duì)的一個(gè)縮影。作為實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的排頭兵,，北理工的科技團(tuán)隊(duì)緊緊圍繞國(guó)家戰(zhàn)略,，扎根中國(guó)大地，著眼人類社會(huì)發(fā)展新需求,、世界科技革命新趨勢(shì),，始終秉持求真求實(shí)的科學(xué)精神，不斷向未知領(lǐng)域挺進(jìn),、向科技高峰進(jìn)軍,，推動(dòng)自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)新突破,，勇當(dāng)科技報(bào)國(guó)的國(guó)家隊(duì)。
《中國(guó)能源報(bào)告（2016）：能源市場(chǎng)研究》獲教育部高等學(xué)?？茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)
“在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期,，國(guó)際主流的氣候變化綜合評(píng)估模型都是由發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)發(fā)的，包括中國(guó)在內(nèi)的發(fā)展中國(guó)家的特征在這些模型中沒(méi)有得到清晰刻畫(huà),，有關(guān)發(fā)展中國(guó)家的氣候影響與適應(yīng),、成本與效益方面的評(píng)估比較粗略，這很不利于發(fā)展中國(guó)家參與全球氣候治理并爭(zhēng)取合理利益,?！钡诙萌珖?guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)獲得者、管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授魏一鳴每一兩個(gè)月就要參加一次聯(lián)合國(guó)氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）評(píng)估報(bào)告工作會(huì)議,，感觸頗深,。
為改變我國(guó)在氣候變化綜合評(píng)估建模方面相對(duì)滯后的狀況，魏一鳴帶領(lǐng)的國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體深耕細(xì)作,、矢志創(chuàng)新,，自主研發(fā)了“中國(guó)氣候變化綜合評(píng)估模型（C3IAM）”，實(shí)現(xiàn)了地球系統(tǒng)模式與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的雙向耦合,，打破了發(fā)達(dá)國(guó)家在全球氣候治理路徑設(shè)計(jì)中壟斷的格局,，所形成的一系列政策建議得到了國(guó)家相關(guān)部門的充分肯定，有力支撐了我國(guó)參與全球氣候談判,。
科技成果的產(chǎn)出,，不僅要有“大團(tuán)隊(duì)”，還要有“大平臺(tái)”,。近年來(lái),，學(xué)校瞄準(zhǔn)世界科技前沿，加快建設(shè)交叉融合創(chuàng)新平臺(tái)體系,，獲批立項(xiàng)建設(shè)如“多模態(tài)智能機(jī)器人及系統(tǒng)集成攻關(guān)大平臺(tái)”等一批高水平國(guó)家級(jí)科研平臺(tái),，啟動(dòng)建設(shè)了分子能源實(shí)驗(yàn)中心等13個(gè)先進(jìn)平臺(tái)，打造了電子政務(wù)研究院,、中國(guó)工程科技前沿交叉戰(zhàn)略研究中心和國(guó)際爭(zhēng)端預(yù)防和解決研究院等一批“人文+”戰(zhàn)略平臺(tái)和高水平智庫(kù),。
多年來(lái)，學(xué)校始終與黨和國(guó)家同呼吸,、共命運(yùn),，堅(jiān)持面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，在含能材料,、制導(dǎo)控制,、動(dòng)力傳動(dòng)、雷達(dá)信息,、指揮控制,、人工智能,、大數(shù)據(jù)、特種材料等領(lǐng)域取得了一系列關(guān)鍵突破與重大進(jìn)展,?！笆濉币詠?lái)，學(xué)校牽頭獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)16項(xiàng),，其中國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng),，國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)；牽頭承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃8項(xiàng),；牽頭承擔(dān)“科技冬奧”重點(diǎn)項(xiàng)目,，解決了一批“卡脖子”技術(shù)難題。
原始創(chuàng)新,，做攻堅(jiān)基礎(chǔ)研究的主力軍
做學(xué)問(wèn),，既要枝繁葉茂，更要固本強(qiáng)基,。物理學(xué)院姚裕貴教授自2001年訪學(xué)開(kāi)始深入研究反?；魻栃?yīng)，2004年他和研究伙伴創(chuàng)造性地將貝里曲率引入到第一性原理計(jì)算的框架中,，解決了國(guó)際物理學(xué)界“內(nèi)稟機(jī)制貢獻(xiàn)在反?；魻栃?yīng)中是否重要”這個(gè)長(zhǎng)期懸而未決的科學(xué)難題。2010年,，他又和研究伙伴另辟蹊徑提出一系列材料設(shè)計(jì)的方案,，將拓?fù)浣^緣體材料從原有的“個(gè)案”變成“系列”，2011年他首次預(yù)言硅（鍺,、錫）烯是二維大能隙拓?fù)浣^緣體,，進(jìn)一步推動(dòng)了該領(lǐng)域的發(fā)展。深耕基礎(chǔ)研究十?dāng)?shù)載,，剝繭抽絲,，追求創(chuàng)新，憑借著在計(jì)算物理領(lǐng)域的一系列重要成果,，姚裕貴主持完成的“固體材料中貝里相位效應(yīng)的第一性原理研究”項(xiàng)目于2018年榮獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),。
關(guān)于MOFilter納米晶膜材料的研究成果發(fā)表在《Nature Communications》上
基礎(chǔ)研究不是“懸在空中”“停在紙上”。2020年新冠肺炎疫情肆虐,，化學(xué)與化工學(xué)院王博教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，第一時(shí)間開(kāi)展科研攻關(guān),，發(fā)揮在MOFilter納米晶膜技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究?jī)?yōu)勢(shì),，成功研制出可以有效滅殺病毒的MOFilter材料?！拔医?jīng)常想,，作為一名學(xué)者,，我要讓自己的科研成果應(yīng)用于國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展上，我要為給國(guó)家發(fā)展注入一些新鮮的血液,?！?011年，為了心中的科研夢(mèng),，王博拒絕了多個(gè)留在國(guó)外的機(jī)會(huì),，毅然選擇回國(guó)到北京理工大學(xué)繼續(xù)從事科研工作。多年來(lái),，王博長(zhǎng)期致力于MOF（金屬有機(jī)框架）材料基礎(chǔ)研究,，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)解決了環(huán)保領(lǐng)域若干關(guān)鍵技術(shù)難題，并將先進(jìn)的MOF材料廣泛應(yīng)用于空氣過(guò)濾凈化等國(guó)計(jì)民生領(lǐng)域,，形成多種濾芯和工業(yè)產(chǎn)品,。
如今，北理工已經(jīng)匯集了一大批致力于基礎(chǔ)研究的高水平學(xué)者,。新冠肺炎疫情期間,，學(xué)校依托長(zhǎng)期積累的研究?jī)?yōu)勢(shì)，聚焦疫情防控急需,，用科技助力抗“疫”,，展現(xiàn)了北理工厚積薄發(fā)的“硬核”實(shí)力。在抗病毒藥物方面,，前沿交叉科學(xué)研究院黃淵余課題組基于在核酸技術(shù)方面的多年積累和專長(zhǎng),，積極與合作單位開(kāi)展mRNA疫苗開(kāi)發(fā)和新冠病毒核酸防治技術(shù)攻關(guān)。在應(yīng)急裝備方面,，學(xué)校精準(zhǔn)對(duì)接公共衛(wèi)生事件應(yīng)急需求,，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)應(yīng)急建設(shè)集裝箱式醫(yī)療單元，實(shí)現(xiàn)了與移動(dòng)CT,、移動(dòng)P3實(shí)驗(yàn)室和檢驗(yàn)設(shè)備的對(duì)接,，并能針對(duì)疫情隔離要求以及其他公共衛(wèi)生事件的需求進(jìn)行迅速調(diào)整，為戰(zhàn)勝疫情提供有力科技支撐,。
面向人工組織構(gòu)建的多機(jī)器人協(xié)同微操作系統(tǒng)
在造福人類健康的道路上,，北理工不斷探索前行，成績(jī)斐然,。把一個(gè)個(gè)最基本的細(xì)胞單元變作“積木”,，組裝起來(lái)去復(fù)制人類的組織和器官，已不是天方夜譚,，而是真實(shí)發(fā)生在北京理工大學(xué)的校園中,。北理工智能機(jī)器人與系統(tǒng)高精尖創(chuàng)新中心科研團(tuán)隊(duì)用微納機(jī)器人組裝人體器官，使組織再造在未來(lái)成為可能,。他們深耕微納機(jī)器人核心技術(shù)研發(fā),，提出了微納操作機(jī)器人在人體微組織重構(gòu)中的應(yīng)用理論,，通過(guò)跨尺度多機(jī)器人的協(xié)同微組裝，實(shí)現(xiàn)功能化人體組織與器官的體外仿制,，搭建了一套先進(jìn)的微納機(jī)器人協(xié)同操作系統(tǒng),，在世界上首次實(shí)現(xiàn)了基于微納機(jī)器人生物操作的200微米直徑人工微血管的體外構(gòu)建，“細(xì)胞組裝,、再造器官”的夢(mèng)想在北理工落地生根,。
近年來(lái)，學(xué)校大力推進(jìn)傳統(tǒng)工科與基礎(chǔ)學(xué)科交叉融合,，聚焦對(duì)人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)步產(chǎn)生突出影響的重大科技熱點(diǎn)難點(diǎn),，提煉世界科技若干科學(xué)和前沿問(wèn)題，力爭(zhēng)產(chǎn)生一批具有國(guó)際影響的前瞻性,、先導(dǎo)性,、探索性、顛覆性的原始創(chuàng)新成果,。此外,，學(xué)校還在新興方向開(kāi)展核心技術(shù)攻關(guān)，解決‘卡脖子’問(wèn)題,，突出智能科技的引領(lǐng)作用,，逐步形成特色優(yōu)勢(shì)。
基礎(chǔ)研究是學(xué)?？萍脊ぷ鞒掷m(xù)發(fā)展的動(dòng)力保障,。“十三五”以來(lái),，學(xué)校瞄準(zhǔn)具有顛覆性,、探索性的前沿方向，凝練高能量物質(zhì),、跨域變體飛行理論等重大科學(xué)問(wèn)題,，超前部署重大基礎(chǔ)研究，成功申報(bào)了教育部高能量物質(zhì)前沿科學(xué)中心,；瞄準(zhǔn)新興技術(shù)領(lǐng)域,，打造優(yōu)勢(shì)工科與特色理科融合的基礎(chǔ)前沿交叉平臺(tái)，在醫(yī)工融合,、先進(jìn)材料,、空間載荷等領(lǐng)域催生新興研究方向，在計(jì)算物理和凝聚態(tài)理論,、激光制造等方向取得重大突破,，牽頭獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng) 2項(xiàng)。
成果轉(zhuǎn)化,，做服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的先鋒隊(duì)
“雷達(dá)是人類眼睛的延伸,，無(wú)論是軍用還是民用都值得加快創(chuàng)新發(fā)展。大眾也許會(huì)覺(jué)得這項(xiàng)科技離自己很遙遠(yuǎn),，但其實(shí)在生活中很多意想不到的地方,，雷達(dá)都發(fā)揮著妙用?！闭劶袄走_(dá)研究的重要性,，第二屆全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)獲得者、信息與電子學(xué)院教授龍騰頗有感觸,。
邊坡雷達(dá)金沙江白格滑坡監(jiān)測(cè)
本文開(kāi)篇提及的正是龍騰所在的信息與電子學(xué)院毛二可院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)的雷達(dá)辨蟲(chóng)技術(shù),，在“一只蟲(chóng)也別想逃”的背后，凝聚了這個(gè)“老牌”雷達(dá)團(tuán)隊(duì)始終瞄準(zhǔn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的潛心追求,。2017年8月28日,，貴州畢節(jié)納雍發(fā)生山體崩塌。應(yīng)貴州省國(guó)土資源廳邀請(qǐng),，學(xué)校雷達(dá)技術(shù)研究所聯(lián)合理工雷科公司組建的“勇士”救援隊(duì),，攜帶虎眼AB21型地質(zhì)形變監(jiān)測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)（又稱邊坡雷達(dá)），第一時(shí)間到達(dá)滑坡現(xiàn)場(chǎng),，協(xié)助開(kāi)展搶險(xiǎn)工作,。邊坡雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)對(duì)公路、邊坡和橋梁的監(jiān)測(cè),，對(duì)高速公路和公路兩側(cè)的山體滑坡,、泥石流和崩塌等一系列地質(zhì)災(zāi)害起到預(yù)防作用。
“我們請(qǐng)醫(yī)生戴上一個(gè)光學(xué)透視式頭盔,，同時(shí)把病人的CT或核磁共振影像處理成三維圖像,，給予了醫(yī)生全新的視野?！惫怆妼W(xué)院王涌天教授團(tuán)隊(duì)為醫(yī)生戴上“透視鏡”,，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)航。2016年神舟十一號(hào)飛船在太空遨游33天,，航天員景海鵬,、陳冬就借助我國(guó)首套登陸太空的VR眼鏡，實(shí)現(xiàn)與家人隔空“團(tuán)聚”,。這套酷炫的設(shè)備正是由王涌天教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心共同研制完成的,。近年來(lái)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在混合現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域取得豐碩的成果,，相關(guān)研究成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用于教育,、培訓(xùn)、文化、娛樂(lè),、醫(yī)療等領(lǐng)域,。
柔衛(wèi)甲柔性防爆裝置
“在高速攝影記錄下，1公斤TNT當(dāng)量的炸藥,，套上北理工的‘柔衛(wèi)甲’后,，爆炸瞬間不僅所有殺傷破片被攔截，實(shí)驗(yàn)房間內(nèi)沒(méi)有一片木板被炸飛或者掉落,，小屋內(nèi)的窗戶,、冰箱、電視機(jī),、綠植均完好無(wú)損……”在央視節(jié)目中,，北理工機(jī)電學(xué)院黃廣炎教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制的“柔衛(wèi)甲”大顯身手，以柔制“爆”,。這一裝備已用于全國(guó)兩會(huì),、青島上合組織會(huì)議、“一帶一路”國(guó)家外警培訓(xùn),、亞太維和等重要活動(dòng)的安全保障中,，并在國(guó)內(nèi)外機(jī)場(chǎng)、地鐵,、高鐵,、銀行等重要場(chǎng)所廣泛應(yīng)用。
爭(zhēng)做服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的“先鋒隊(duì)”,，近年來(lái),，學(xué)校積極搭建平臺(tái)，促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化,，面向“京津冀協(xié)同發(fā)展”和“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶”等戰(zhàn)略需求,，圍繞新一代信息技術(shù)、人工智能,、大數(shù)據(jù),、新能源汽車、先進(jìn)制造,、先進(jìn)材料,、海洋科技、醫(yī)工融合等方向,，加快重慶創(chuàng)新中心,、唐山研究院、前沿技術(shù)研究院（濟(jì)南）等產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)建設(shè),，謀劃論證與浙江,、廣東等地合作建設(shè)高水平研究機(jī)構(gòu)，形成了以六大板塊為主要支撐的對(duì)外合作嶄新布局。近年來(lái),，學(xué)校不斷深化科技成果轉(zhuǎn)化體制機(jī)制改革,，創(chuàng)新學(xué)科性公司新模式和成果轉(zhuǎn)化服務(wù)新機(jī)制，創(chuàng)辦學(xué)科性公司近20家,，其中理工雷科,、理工華創(chuàng)實(shí)現(xiàn)上市。
始終堅(jiān)持把論文寫(xiě)在祖國(guó)大地上,，把科技成果應(yīng)用在實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的偉大事業(yè)中?！笆濉币詠?lái),，學(xué)校謀劃發(fā)展，緊抓落實(shí),，在科技發(fā)展的道路上寫(xiě)下了許多精彩篇章,。面向未來(lái)，學(xué)校將繼續(xù)扎根中國(guó)大地,，想國(guó)家之所想,、急國(guó)家之所急，緊緊圍繞經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的核心關(guān)鍵,、社會(huì)發(fā)展的瓶頸制約,，不斷提升創(chuàng)新能力，攀登創(chuàng)新高峰,，為建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)勇立新功,！
