2024年2月23日晚，由9159金沙申请大厅、北京现代物理研究中心、北京物理学会主办的“北京大学物理学科卓越人才培养计划讲堂：名师面对面”（第二十期）在北京大学理科教学楼103教室举行。浙江大学航空航天学院教授、交叉力学中心首席科学家杨卫院士应邀讲授“从智柔体到具身智能”。本期讲堂由9159金沙申请大厅院长、北京现代物理研究中心副主任高原宁院士主持。

宇宙之浩瀚，粒子之精微，力，无所不在。力学，作为人类历史上认识自然的第一次科学的理论概括，带动了自然科学的全面发展，开启了人类大规模利用和改造自然的时代。杨卫首先将力学学科的发展路线归纳为“1.0→2.0→3.0”三个阶段：“力学1.0”（可谓“形之力”）反映了学科的奠基，指以伽利略、牛顿、拉格朗日、柯西等科学家工作为代表的经典力学体系的建构；“力学2.0”（可谓“融之力”）反映了学科的辐射，指力学向各个工程领域与科学学科的辐射及现代应用力学体系的形成；“力学3.0”（可谓“意之力”）反映了学科的嬗变，追求在新一轮科技革命背景下力学作为桥梁和主线对工程科学的交叉融合，运用力学的思想、理论和方法，以新的视角阐释自然及社会，例如物理世界、信息世界与生命世界的融通，人、机器人与环境的共融，高性能计算手段与数字孪生技术，以及兼具物理、化学、生物手段的先进实验技术，等等。

杨卫以浙江大学交叉力学中心近年来开展的几项有影响力的研究工作为例，生动、直观地讲解了“交叉力学”（X-mechanics）的概念及其在介质交叉、层次交叉、刚柔交叉、质智交叉等四个层面的内涵。在介质交叉层面，研究团队发现海藻糖可以通过类共价键氢键相互作用修复多种水凝胶的网络结构，显著提高水凝胶在较大温度范围内的拉伸性、韧性、极端耐受性和自愈能力。在层次交叉层面，研究团队与合作者实现了金刚石的超高弹性应变（拉伸强度）和室温位错诱导的塑性变形，为金刚石在微纳器件领域的应用提供了新的可能，也解答了其是否存在室温塑性的争议。在刚柔交叉、质智交叉层面，研究团队与合作者从深海狮子鱼独特的身体结构获得启发，率先提出机电系统软-硬共融的压力适应原理，成功研制了无需耐压外壳的仿生软体智能机器人，首次实现了万米深海自带能源软体人工肌肉驱控和软体机器人深海自主游动；这种环境自适应的仿生软体机器人和智能系统为深海探索科学考察、环境监测和资源勘探提供了解决方案，为复杂环境与任务下机器人及智能系统设计提供了新的思路。

杨卫说，想尝第一口鲜，就要敢为人先、埋头苦干

杨卫将与世界科技前沿、国家重大需求、人民生命健康密不可分的智能软介质、智柔结构、智能软机器、类生命软机器等归结为“智柔体”战略概念。智柔体，顾名思义，“智”与“柔”是其两大特征；前者体现多层次构筑，后者体现力学表征。智柔体科学研究既体现在多场激励作用对智柔体智能行为的激发、引导与控制，又体现在自感知、自供能、自驱动、自控制等全域智能过程中的多层次动力学。近年来，浙江大学交叉力学中心与哈尔滨工业大学、清华大学等高校和研究机构聚焦如何利用柔性凸显赋智过程，如何基于异构与界面协同柔智关联，如何构筑、驯化与调控智柔体等对智柔体发展具有导向作用的关键科学问题，以新需求为牵引、新技术为支撑，构筑空间可重构薄膜天线（盘龙）、视觉增强智柔角膜接触镜（鹰眼）、羽簇式柔顺变构体（隼羽）、横跨全深海的软体机器鱼群（狮鱼）等一系列应用研究平台，助力我国在新域新质“棋局”中赢得“先手”。

杨卫说，做研究就像挖土，要看得准、挖得准、挖得深

当前，人工智能不仅影响着人类的生活和生产方式，也为千行百业的转型升级和跨越式发展带来机遇。具身智能（embodied intelligence）被学术界和产业界预言是人工智能与机器人产业融合发展的主要趋势，将掀起人类“黑科技”新的浪潮；集人工智能、先进制造、新材料等颠覆性技术于一体的机器人正是结合数字智能与物理行为、桥接虚拟世界与现实世界的载体。杨卫分析了足式机器人与动物之间的身体结构差异、足式机器人研发中的科学问题和技术难点，详细介绍了浙江大学交叉力学中心对高机动四足机器人“黑豹”、高鲁棒仿生机械手、高性能双足机器人开展系统研究的技术路线、突破性进展和应用场景，并展望了通过人机共享控制实现机器人能够在任意时间、任意地点、按照人的意愿完成任何事情的日常情景。

课堂上的师生感悟力的有形与无形、交叉力学的开拓性与包容性

杨卫还与同学们就仿生眼、脑机接口、黑障通信、达芬奇手术机器人等展开探讨。他鼓励刚刚结束力学课程学习的同学们思考超越经典力学研究范围的新的科学问题（涉及非均质复杂介质、极端环境、不确定性、非线性、非定常、非平衡、多尺度、多场耦合、多过程等），关注物理力学、生物力学、环境力学、材料力学等交叉前沿方向，不断丰富信息力、结构力、智能力，提升自身的意志力、行动力、创造力，更远、更准、更狠地破解世界性难题，制胜未来。

北京大学工学院院长段慧玲院士等现场出席。

杨卫（一排右五）、高原宁（一排右六）、段慧玲（一排右七）与同学们一道聚“力”、汇“智”、储“能”