清华大学机械工程系（清华）

10月过半，诺贝尔奖的热度还没有完全退却，达摩院青橙奖也新鲜出炉。

10月14日，随着官方获奖名单公布，除了自带流量的“数学大神”韦东奕外，“32岁清华女教授获奖百万”也同时被顶上热搜。而热搜中的这位女教授，正是清华大学的“梨涡女神”，赵慧婵。

在“梨涡女神”之外，赵慧婵还有很多称号……她曾是清华大学最年轻的教授，更曾入选麻省理工“35岁以下科技创新35人”。

这些成绩的取得，正是因为她手握着“未来密码”——软体机器人。

康奈尔大学最优秀的学生

机器人技术发展至今，已约有70多年的历史。但和一些科幻作品中的形象相比，这项技术，还并没有完全照进现实。如何解决机器人与人交互时的安全性、提升机器人对复杂环境的适应性？这是赵慧婵选择清华大学“机械工程”专业的初衷。

一个漂亮女生却痴迷机械工程，这在很多人眼里是不可思议的事情。但赵慧婵却不考虑这么多，她只管向着自己理想的方向努力。

康奈尔大学一景

大学毕业后，成绩不错的赵慧婵得到了到美国名校康奈尔大学进修的机会。

初到美国的赵慧婵和很多留学生一样，即便在国内的英语成绩再好，一旦到了一个纯英语环境，都不免要过一过语言关。

从只能听懂最简单的表达，到真正适应当地的语言环境，赵慧婵用了4年。但在这期间，语言上的障碍却丝毫没有影响她在专业课上的表现。听不懂的就坚持听，课堂上解决不了的，就反复通过课本和老师的课件来弥补差距……在这样的坚持下，她大部分的专业课成绩都能拿到A。赵慧婵也因此被导师夸赞为：“这是我在康奈尔遇到的最优秀的学生！”

赵慧婵与导师、同学合影

但赵慧婵带给导师的，还有更大的惊喜。

博士期间，赵慧婵跟着导师从事软体机器人在医疗康复领域的研究。他们在研究中遇到的最大问题是，之前的传统传感器没有办法应对软体驱动器的大形变。不解决好这个问题，就没有办法让机器人像设想般地那样，精确度高、性能稳定地工作。

既然传统传感器无法形变？那能不能从材料入手？

顺着这个思路，赵慧婵设计了一种用橡胶材料制成的高度可拉伸光波导传感器。这种传感器可以直接嵌入软体机器人的仿生手里，不但可以帮助仿生手感知自己的位置和形变，甚至能感受到外界物体的纹理和粗糙程度。

仿生手的进阶

赵慧婵有一个心愿，“希望机器人能够去到我们人类去不到的地方，帮助我们做繁重危险的事。”想实现这个愿望，只有一只仿生手可远远不够。她需要灵活性更高、体积更小的仿生机器人。

在哈佛大学实验室工作期间，赵慧婵看到了这个机会。

那个时候，她所在的团队正在致力于将驱动器制作成能实现触觉传感的设备，可以用于提升人与人之间的交互体验。

既然要求实现触觉传感，赵慧婵在选择材料时，一下就想到了之前设计仿生手时用过的橡胶。在团队成员们的共同合作下，他们开发出了一种只要用通过静电挤压就能做出反应的弹性橡胶传感器，并把它命名为“人工肌肉”。

这种“人工肌肉”可以直接驱动重量小于1克的微型扑翼飞行器，控制它的起飞、悬停和飞行路径。因为有了“人工肌肉”的加持，这类飞行器哪怕在飞行中遇到碰撞，也能迅速恢复飞行，满足复杂环境下的使用需求。

不过，在这个飞行器真正投入使用前，赵慧婵的另一个“机器人”却率先投入了使用。

2020年初，已经回到山东老家准备过春节的赵慧婵，被紧急叫回北京。

新冠疫情来势汹汹，清华大学机械与工程系准备为前线研制一个专门用于咽拭子采样的机器人。而这个机器人的柔性机械手、柔性末端执行器和控制系统的研发工作，就交给了赵慧婵。

咽拭子采样，最核心的部件就是软体末端执行器。赵慧婵知道这其中的重要性。接到任务后，直接带着全家开车回了北京，带着学生紧急攻关。

咽拭子采样机器人

2020年底，赵慧婵顺利完成了任务，由他们设计的咽拭子采样机器人，已经完成了一定量的人体采样实验。

目前，赵慧婵仍在进一步推进咽拭子采样机器人的量产与落地。

在危险面前，要让机器人挡在人们身前——这个愿望，她一直在努力。

《我是科学人》纪录片由剑南春特约赞助。