器人原型的工作台。
“张诚!
久仰大名!”
陆教授热情洋溢,“我们这边是搞机器人的,就喜欢能打破砂锅问到底、把理论根基打牢的伙伴!
软体机器人这玩意儿,材料太‘调皮’,模型老是跟不上它的‘舞步’,头疼得很!”
他生动地比喻着,并展示了几个软体抓手在快抓取不同形状物体时,由于模型失准导致控制失败的视频案例。
“你看,这时候它就像喝醉了酒,完全不听使唤。
我们需要一个能描述它‘醉酒’状态的数学模型,然后才能想办法让它‘清醒’过来。”
张诚被他的幽默感染,也笑了笑,随即切入正题:“陆教授,介电弹性体的非线性、率相关和迟滞,确实是非常复杂的特性。
我注意到你们目前尝试的模型,似乎主要是基于某种唯象的非线性弹簧-阻尼器组合?”
“对,但效果不理想,参数辨识困难,而且外推性差。”
“或许,我们可以从材料的本构关系入手,尝试构建一个基于连续介质力学和热动力学框架的、内嵌率相关和迟滞效应的本构模型。”
张诚提出了方向,“比如,借鉴一些处理粘弹性材料和形状记忆合金的理论工具,将其推广到介电弹性体在电场和机械场耦合下的情况。
这样的模型物理机制更清晰,参数可能更有物理意义,也更容易与基于物理的控制策略(如基于能量的控制)结合。”
“基于物理的本构模型?与能量控制结合?”
陆教授眼睛一亮,“这个方向好!
我们之前也想过,但数学上太难啃,一直没找到合适的人。
张诚,你要是能把这个模型的理论基础搭建起来,那对我们来说就是雪中送炭!
别一周了,资料我现在就你,你有任何想法,随时找我讨论!
我们这边仿真和实验平台都是现成的,可以快验证!”
两位教授,两种风格,但都给予了张诚宝贵的入门机会和充分的期待。
接下来的日子,张诚进入了高强度、双线并行的研究状态。
他的书房仿佛成了两个前沿项目的远程指挥中心。
对于西交大的燃气轮机项目,他深入研读了界面力学、高温氧化、扩散动力学等相关文献,开始构建那个“内边界层”
模型。
这个过程极其繁复,需要将质量扩散方程、热量方程与力学平衡方程在移动边界条件下进行耦合,并合理简化。
他遇到了多个数学上的困难,尤其是在处理耦合项的非线性以及确定界面层厚度演化规律时。
他不得不频繁地与脑海中的数学知识(特别是偏微分方程理论和渐近分析)以及新提升的物理直觉进行碰撞。
书桌上的草稿纸迅堆积起来,上面写满了复杂的张量运算、量纲分析和近似推导。
他甚至动用了系统积分兑换了一支【中级精力药剂】,以维持这种高强度的逻辑推演。
与此同时,浙大软体机器人项目也在同步推进。
相比于西交大项目的“硬”
和“重”
,浙大项目更偏向于“软”
和“灵”
。
张诚