著名未來學(xué)家、科普作家史蒂文·約翰遜曾說過：“我們正在進(jìn)入一個(gè)指數(shù)級增長時(shí)代。人類與機(jī)器智能合作將迎來黃金時(shí)代，算法將增強(qiáng)人類智力。隨著技術(shù)呈現(xiàn)指數(shù)級增長，整個(gè)社會(huì)都會(huì)變得更加美好?！苯┠陙?，隨著科技進(jìn)程的更迭，人機(jī)交互逐漸走進(jìn)我們的視線，成為電腦協(xié)助工業(yè)生產(chǎn)和人們生活的重要方式。而這一預(yù)言，也在時(shí)代的發(fā)展下逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

“過去，一直都是人類去適應(yīng)計(jì)算機(jī)、學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)語言。未來計(jì)算機(jī)將朝著適應(yīng)人類的方向發(fā)展，包括要理解人類的語言和動(dòng)作?！敝袊茖W(xué)院海西研究院泉州裝備制造研究所研究員李俊說。為了達(dá)到這一目標(biāo)，他多年來在機(jī)器人自適應(yīng)控制、圖像處理與認(rèn)知等領(lǐng)域的研究工作中不斷深耕，積累了豐富的科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在他看來，未來的人機(jī)交互模式一定是“自由”“智能”“自然”的，而能將這些愿景通過科學(xué)的方式變成現(xiàn)實(shí)，便是他矢志奮斗的理想。

海外逐夢，結(jié)緣信息科學(xué)

21世紀(jì)初，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為科技變革注入了新的力量。彼時(shí)，剛剛高中畢業(yè)的李俊對這一領(lǐng)域研究萌生了極大的好奇心。為了能到國外學(xué)習(xí)這一領(lǐng)域的前沿科學(xué)技術(shù)，他于2001年前往德國維爾茨堡大學(xué)繼續(xù)攻讀計(jì)算機(jī)專業(yè)，并在那里度過了自己的本科和研究生生涯。

在德國維爾茨堡從事科學(xué)研究的日子里，李俊主要扎根于信息學(xué)這一學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行科研探索。圍繞著這一學(xué)科，他順利接觸到了機(jī)器人相關(guān)的研究工作，并對人機(jī)交互產(chǎn)生了濃厚興趣。

為了能夠進(jìn)一步在這一領(lǐng)域深耕，研究生畢業(yè)后的李俊于2009年來到了德國機(jī)器人智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室（CoTeSys）攻讀博士學(xué)位，在這里進(jìn)行科研學(xué)習(xí)的3年間，他有了更多接觸到科研新興技術(shù)的機(jī)會(huì)，在人機(jī)交互等領(lǐng)域的科研水平有了極大的提升。在此之后，他又在德國馬爾堡大學(xué)認(rèn)知與智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究，這一系列科研經(jīng)歷讓他在機(jī)器人自適應(yīng)控制技術(shù)、認(rèn)知系統(tǒng)建模、人機(jī)交互領(lǐng)域不斷歷練與沉淀，為其今后科研工作的開展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

扎根祖國，成果助力智能制造

服務(wù)國家戰(zhàn)略，為社會(huì)需求而研，是科研工作者的職責(zé)使命。學(xué)成歸國后，李俊抱著為中國人機(jī)交互產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新貢獻(xiàn)一己之力的美好愿景，來到了中國科學(xué)院海西研究院泉州裝備制造研究中心繼續(xù)自己的科研創(chuàng)新征途。

中國科學(xué)院海西研究院泉州裝備制造研究中心位于海上絲綢之路起點(diǎn)城市——福建省泉州市。改革開放以來，泉州的民營經(jīng)濟(jì)歷經(jīng)40多年的變遷，成為我國民營經(jīng)濟(jì)的龍頭。但是，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，泉州九大千億產(chǎn)業(yè)集群中，除電子信息產(chǎn)業(yè)外，其余八大支柱產(chǎn)業(yè)絕大部分都是傳統(tǒng)制造業(yè)。而面向智能制造這一領(lǐng)域的國家重大戰(zhàn)略需求，泉州地區(qū)仍需要更多新興科研力量的支撐。在這一背景下，中國科學(xué)院海西研究院泉州裝備制造研究中心正式成立。為了能夠?qū)I(yè)知識更好地應(yīng)用于我國的智能制造領(lǐng)域研究，李俊曾到福建泉州等地區(qū)考察了大約一周，并對當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)發(fā)展情況有了更加深刻的認(rèn)知?！霸谥袊悄苤圃祛I(lǐng)域擁有巨大機(jī)遇的情況下，我也想利用自己所學(xué)為國家做些什么，同時(shí)在這一背景下能更好地實(shí)現(xiàn)自己的核心價(jià)值。”他說。

▲李俊

2014年回國后，李俊做的第一件事情就是建立屬于自己的課題組。在相關(guān)科研技術(shù)的支撐下，他順利申請獲批了國家“十三五”計(jì)劃研究課題。通過這一研究課題，李俊將自己的研究面向國家重大需求，通過機(jī)械臂設(shè)備與3D打印技術(shù)相結(jié)合，更好地造福于我國醫(yī)學(xué)植入關(guān)節(jié)的制作。

隨著我國人口老齡化的到來，相關(guān)老年群體對于健康生活的需求越來越大。而隨著年齡的增長，關(guān)節(jié)的損傷、運(yùn)動(dòng)功能的減弱便成為困擾老年人生活的重要因素。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2020—2024年人工關(guān)節(jié)行業(yè)市場供需現(xiàn)狀及行業(yè)經(jīng)營指標(biāo)深度調(diào)查分析報(bào)告》顯示，預(yù)計(jì)到2050年，我國骨質(zhì)疏松患者人數(shù)將增加至2.2億，占人口總數(shù)的15%左右。在這一社會(huì)現(xiàn)狀之下，我國人工關(guān)節(jié)市場需求持續(xù)高漲。但是，經(jīng)過對人工關(guān)節(jié)的應(yīng)用情況進(jìn)行調(diào)研，李俊發(fā)現(xiàn)：雖然近些年來人工關(guān)節(jié)的植入技術(shù)越發(fā)成熟，但是仍存在著一系列亟須解決的科研問題。人工關(guān)節(jié)與人體本身的融合，便是其中之一。

一般來說，為了增強(qiáng)人工關(guān)節(jié)的性能，人們通常會(huì)使用一些具有耐磨性的高強(qiáng)度材料。這種材料主要通過減材制造而成，因此對不同個(gè)體的關(guān)節(jié)適應(yīng)程度并不高，關(guān)節(jié)在植入人體之后，與原生關(guān)節(jié)契合度不夠。除此之外，以鈦合金等為材質(zhì)的承重材料植入之后，也無法跟體內(nèi)的生物環(huán)境更好地融合，導(dǎo)致其與原生關(guān)節(jié)產(chǎn)生磨損。為了克服相關(guān)問題，李俊結(jié)合團(tuán)隊(duì)的研究基礎(chǔ)與研究優(yōu)勢，將研究方向瞄準(zhǔn)表面生物材料涂層打印，開展研究攻關(guān)。

在這一研究過程中，李俊團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地通過科研技術(shù)，將生物相容性材料狀態(tài)融合到介于液體與固體之間，使其不僅具有流動(dòng)性，還具有獨(dú)有的液滴型表現(xiàn)形式。這種特性可以使生物材料打印更具有靈活性。同時(shí)，他們還從人機(jī)交互的角度出發(fā)，成功研發(fā)了一套高精度的機(jī)械臂設(shè)備，通過材料與機(jī)械臂的結(jié)合，完美掌控液滴的傾斜角度，從而提升表面涂層材料在人工關(guān)節(jié)內(nèi)的覆蓋精度。在此之后，通過神經(jīng)附著，使材料表面形成一種類似血肉的組織，以避免人工關(guān)節(jié)與原生關(guān)節(jié)的摩擦，以此來達(dá)到人工關(guān)節(jié)與人體的完美融合并延長其使用壽命。

功夫不負(fù)有心人。通過研究攻關(guān)，李俊團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了人工植入關(guān)節(jié)的表面處理及優(yōu)化?，F(xiàn)如今，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于第三軍醫(yī)大學(xué)的人工關(guān)節(jié)植入手術(shù)中。目前經(jīng)過幾十例臨床手術(shù)應(yīng)用，患者的術(shù)后效果良好。

面向國需，團(tuán)隊(duì)共拓領(lǐng)域未來

科技引領(lǐng)著時(shí)代變革的潮流，而身處科研領(lǐng)域的每一個(gè)人都有可能成為這個(gè)時(shí)代的推動(dòng)者。近些年來，國家對相關(guān)領(lǐng)域研究給予了極高的關(guān)注度，為從事這一領(lǐng)域的科研人給予了足夠的政策性側(cè)重。李俊相信，在未來的中國制造業(yè)攀登高峰的過程中，相關(guān)領(lǐng)域的科研技術(shù)一定會(huì)有巨大的提升，人機(jī)交互技術(shù)必定會(huì)在祖國社會(huì)發(fā)展中占有一席之地。作為團(tuán)隊(duì)的管理者，他也希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域研究培育更多新興科研力量，使研究的火炬不斷傳承下去。

▲團(tuán)隊(duì)合影

多年來扎根在教學(xué)一線，李俊在人才培養(yǎng)上也有自己的心得體會(huì)。在他看來，不同時(shí)代的學(xué)生普遍具有不同的個(gè)性特點(diǎn)。如今的青年學(xué)子，普遍知識背景更加寬泛，對新鮮事物的接受能力更強(qiáng)。在學(xué)生的培養(yǎng)中，相較于用一套一成不變的模式教育每一個(gè)個(gè)體，他更傾向于根據(jù)不同學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)，進(jìn)行因材施教，使學(xué)生能夠最大限度地發(fā)揮自己的優(yōu)勢及閃光點(diǎn)，在主觀能動(dòng)性的驅(qū)使下，做出更多創(chuàng)新性科研成果。潤物細(xì)無聲，多年來李俊正是通過這樣的方式，為學(xué)生、青年科研人員的成長提供了廣闊的空間。

積極探索人機(jī)交互控制，打破國外技術(shù)壟斷，多學(xué)科、多團(tuán)隊(duì)的密切合作必不可少?，F(xiàn)如今作為福建省機(jī)器人智能系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任，李俊還依托于這一平臺的優(yōu)勢，致力于將不同學(xué)科、不同方向的研究團(tuán)隊(duì)按照相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行組合和交叉，通過打破各學(xué)科之間的研究壁壘，攻克更多“卡脖子”的技術(shù)難點(diǎn)，使中國在人機(jī)交互控制領(lǐng)域上升到更高的臺階。

筑夢泉州，放眼全國。面向未來的科研目標(biāo)，李俊深知，自己要走的路還很長。立足在這片中國智能制造蓬勃發(fā)展的土地上，他還將引領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)腳踏實(shí)地持續(xù)創(chuàng)新，繼續(xù)扎根理論研究和技術(shù)改善，為中國智造貢獻(xiàn)源源不斷的科研力量。

責(zé)編 | 張聞