浙江大学交叉力学中心

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研究方向

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交叉力学以力学为牵引，实现各学科交叉融合，孕育新的学科增长点，研究方向包括力学与人工智能交叉、力学与材料基因交叉以及力学与电子信息交叉，形成了基础研究、工程应用和前沿技术三大特色。具体研究方向如下：

一、力学与人工智能交叉

1、深度动力机器人研究

仿人机器人是连接力学与人工智能的纽带，具有灵巧操纵和灵活运动的双足机器人更为人工智能研究提供重要平台，仿人机器人甚至将为人类自我认识提供新的窗口。目前这一领域从顶层设计理念到底层硬件驱动和控制方法均尚待探索。我们提出设计仿人、硬件仿生以及深度神经网络控制（Deep Manipulation, Deep Dynamics, Deep Perception）的研究思路，设计高效高功率密度的仿肌肉形电极驱动系统，发展基于人体姿态的灵巧操纵和灵活运动网络系统，结合柔性电子实现深度感知，引领未来机器人的发展。

2、数据驱动的计算方法研究

并行计算方法是跨尺度计算领域的主流方法，不同尺度特征物理量的描述方法不同，层级交叉界面物理量精确传递是制约多尺度计算方法发展的瓶颈。我们提出基于深度学习的层级交叉跨尺度计算方法，期望通过方法同源和数据同源的设计思想以消除不同方法之间的壁垒，以应对多尺度问题的挑战。

二、力学与材料基因交叉

1、四维透射电镜实验平台研究

追求对于自然物质极限认知推动着科学技术的发展，从光学显微镜到电子显微镜，人类在这一方向从来没有停下脚步，目前球差矫正透射电镜的极致分辨率达到40 pm（约为铁原子直径的1/3）。透射电镜多尺度（10^-10 m–10^-4 m）、多视角（明、暗场像，电子衍射，化学成分）的实验分析能力，基于透射电子显微镜的原位微纳米力学实验仪器，将为研究固体材料内部缺陷形成、演化及其对力学行为影响这一力学与材料交叉的关键科学问题提供了重要实验平台。中心前期将三维纳米操纵与360度旋转耦合，研制了三维重构样品台，为实现原子级三维重构提供重要设备支撑。在此基础上，进一步发展三维重构与原位光学、力学和电学等耦合，创新4D-TEM概念及设备。

2. 高强高导铜合金

开发了强度达1000 MPa且电导率为80% IACS的铜合金导线。与企业联合研制千米级高强高导铜铬锆合金导线，用于“京沪高铁“的接触线创造了世界高铁速度486.1 km/h。

3. 高强高韧钢

开发了强度达1200 MPa且延伸率为50%的高强高韧钢。与中科院力学所联合开发一种提高屈服强度一倍且不降低延伸率的方法，打破传统的强度与塑性相斥的困局。

4. 高活性燃料电池催化剂

开发了过渡金属大环化合物作为质子交换膜燃料电池的阴极催化剂，其催化活性与商业Pt/C相当。

三、力学与电子信息交叉

1、柔性电子-机器人智能界面研究

柔性电子科学与技术可描述为将功能性的有机/无机材料电子器件制作在柔性高分子材料或薄金属基板上的新兴电子技术。柔性电子独特的柔性和延展性可以用来设计各种形状、更贴合自然环境，结合电子电路高度集成特性，为多种传感信号融合提供途径，功能有望趋近人体皮肤，为机器人带来除视觉以外更多维度的环境交互能力。

2、二维材料力学与电子器件研究

二维材料具有许多新颖性质和潜在应用，被认为是后摩尔时代电子器件的关键材料之一，在未来器件小型化、集成化、鲁棒性程度不断提高的大趋势下，二维材料具有广阔的应用前景。中心以二维材料实验科学为中心，着眼于未来多功能硬件与人工智能，围绕制备、力学与器件三个方向展开以下主要研究：（1）二维材料结构与质量的精确控制；（2）二维材料力学的实验方法及测量体系；（3）二维材料层间范德华界面的分析与调控；（4）新型二维力电耦合器件的设计；（5）基于二维材料器件的智能界面、共融与交互。