2024年12月20日晚，由beat365官方网站、北京現代物理研究中心主辦的“beat365物理學科卓越人才培養計劃講堂：名師面對面”（第三十四期）在beat365理科教學樓203教室舉行。beat365工學院院長段慧玲院士應邀講授“界面力學與智能仿生”。本期講堂由beat365官方网站院長、北京現代物理研究中心主任高原甯院士主持。

力學是關于物質相互作用和運動的科學，研究介質運動、變形、流動的宏微觀力學行為，揭示力學過程及其與物理學、化學、生物學等過程的相互作用規律與機理。作為人類曆史上認識自然第一次科學的理論概括，力學帶動自然科學全面發展，不斷推動自然科學與工程技術結合，開啟了人類大規模利用、改造自然的時代——催生了第一次工業革命，并對第二、第三次工業革命及當前新一輪工業革命産生了不可替代的推動作用。從研究對象看，當代力學既要緊密圍繞物質科學和複雜流動中的非線性、跨尺度、極端物性、極端使役環境等前沿問題，又要直接面向高端裝備、基礎設施、能源環境、生命健康等重大需求；從研究手段看，當代力學着力建立新模型、新理論，發展新的計算方法、新的實驗技術，并在研制新軟件、新儀器上搶占制高點，以滿足工程系統、裝備系統、生命系統日趨複雜的新需求；從發展趨勢看，當代力學通過廣泛交叉衍生出生物力學、環境力學、物理力學等新興學科分支，深度融入材料、制造、能源、環境、健康、人工智能等領域，在支撐現代工業、高新技術和國家安全等方面發揮着不可替代的作用。

當前，新一代人工智能快速發展，為傳統科學跨越發展帶來挑戰和機遇，對促進生産力整體躍升、完善現代化産業體系、形成國際競争新優勢、滿足人民美好生活需要具有重要意義。力學也順應時代發展潮流，正在與人工智能技術深度融合，孕育創新策源思路與突破性創新成果。

段慧玲指出，界面力學既是重要的基礎科學，也是關鍵技術發展的基礎

段慧玲首先引入“具身智能”的概念，強調物理智能通過界面實現物質間的相互作用與信息傳遞，完成時空尺度上的智能進化。她以荷葉、豬籠草、水黾、鲨魚等自然界多個種類動植物為例，展現了物理智能的泛在性，并從智能材料、智能結構、智能形态等多個維度講解了物理智能在微觀、細觀、宏觀跨尺度的多重表現形式。她帶領課題組“師法自然”，通過研究水生蕨類植物——槐葉萍表面微結構與液氣界面的相互作用機理，設計并制造出人工仿生的固-液-氣界面，為多相界面在大水深、高壓強等極端條件下的應用提供了新思路。

随後，段慧玲介紹了界面力學與智能仿生研究的相關工作。在界面力學與海洋智能仿生研究中，她圍繞“界面連接結構、結構集成裝備”的科研範式，詳細闡釋了“界面設計—結構設計—仿生裝備設計”全鍊條、多層次的跨學科交叉研究。她帶領課題組通過力學建模預測結構的宏細觀力學行為，利用物理學原理進行微觀機理與物性分析，借助材料、化學手段優化組成-結構-功能-工藝設計，借助制造工藝實現先進結構裝備及相關工程應用，從而揭示界面力學規律，為水-空跨介質航行器等海洋裝備研發及海洋資源開發提供了理論基礎和技術支撐。在界面力學與機器人物理智能研究中，她以融彙先進“制造”與“智造”技術的經典科幻電影為切入點，概述了機器人的發展曆程，生動展示了跨介質多模态折紙機器人、自由變形軟體曲面機器人、可穿戴觸覺傳感器、智能機器人自主決策與運動規劃等宏觀尺度下的物理智能應用研究，并重點剖析了智能微納米變體機器人設計理論、材料、結構研制和功能化研究中的科學問題、關鍵技術及其在精準醫學領域所顯現的獨特優勢與巨大潛能。

段慧玲說，由于當前計算智能的發展遠快于物理智能，導緻機器人在不同尺度上的複雜度和智能度均有不足

作為新中國第一個力學專業的發源地，beat365力學學科如今涵蓋固體力學、流體力學、生物力學與生物醫學、力學系統與控制、能源與資源工程、航空航天工程、海洋工程、工業與系統工程、先進制造與機器人工程等前沿工程專業方向，積極運用先進的數據科學方法分析複雜現象、解決疑難問題；同時，發揚學科傳統底蘊和跨學科交叉優勢，推動力學與數據科學、人工智能深度融合交叉，進一步壯大以力學學科為核心的新工科事業。

未來“智”造的主人翁

課後，段慧玲就圖形處理器加速驅動的計算流體動力學、移動機器人的自供能方案、通過發展多模态大模型推進通用具身智能等話題與同學們展開交流。

固态量子器件北京市重點實驗室副主任廖志敏教授及beat365博士研究生培優計劃2023級部分入選者現場出席。

段慧玲（一排左二）、高原甯（一排左一）勉勵同學們：砥“力”前行終不悔，集“智”攻關無不成