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试验场

Neil Baugh靠在他的实验台上,对着镜头微笑。
尼尔·鲍夫(Neil Baugh)在迈克尔·迪基(Michael Dickey)位于百年校园的实验室从事一个软机器人项目。

在一个充满问题的世界里,Neil Baugh看到了很多解决方案的潜力。

他解释说:“我想从事高科技创业,从事未资本化的学术研究,并将其推向现实世界。”“有很多真正有趣的东西就摆在架子上。”

作为北卡罗来纳州立大学材料科学与工程专业的本科生,鲍夫帮助推进了该大学一些最具创新性的研究,在软机器人和可伸缩电子产品方面的项目。他正在和同学们组建一家初创公司,开发一种纳米材料添加剂,用于强化普通材料,并将其商业化。

今年4月,鲍夫获得了戈德华特奖学金(Goldwater Scholarship),这是为有前途的年轻STEM研究人员设立的最高奖项之一,他对未来雄心勃勃的计划得到了推动。奖学金将支付他在北卡罗来纳州立大学的大四学费,让他有更多时间在实验室里学习。

他计划以博士学位来充实自己的学术资历,磨练自己的研究和商业技能,以帮助缩小他所认为的“学术和产业之间的巨大差距”。这可能是一片肥沃的土地。仅北卡罗来纳州就有超过200项创新技术可供商业化,从可以提高微创手术安全性的遥控机器人导管,到可以对抗慢性疼痛而不具有阿片类药物成瘾特性的分子。

探讨的可能性

自2016年进入北卡罗来纳州立大学以来,鲍夫的学术道路经历了一些曲折。这个夏洛特人最初计划主修生物医学工程,在看到他的大家庭成员面临各种健康问题,包括听力损失、阿尔茨海默氏症和脊柱侧弯后,他决定进入这一领域。

在大二期间,鲍夫开始研究其他与医疗保健应用有关的学科。在选择专业时,他选择了材料科学与工程,因为这门学科几乎拥有无限的可能性。“它非常广泛,所以你可以做从半导体到生物材料的任何事情,”他说。“你可以在实验室研究植入物,也可以在钢铁厂研究金属加工。”

即使在那时,他也不怕跨越学术界限。在网上搜索之后,鲍夫申请了教授职位迈克尔·迪基的实验室在化学和生物分子工程系。在那里,他有机会从事软机器人领域的前沿项目,该领域包含多个学科,目标是开发由具有人类特性的柔顺材料制成的机器。

“当你想到人类时,我们有点像大型的软机器人,”他说。“而柔软的机器人,像人类一样,可以抓住东西,并使他们的手紧贴到物体的表面而不会折断它们。”

多年来,工业工厂一直使用带有类似手爪的机器人来执行简单的任务,如拧紧螺丝或在装配线上固定部件。软机器人技术有望给这些设备带来更像人类的灵活性,使它们能够在农业和医学等各种领域与人一起工作。

从侧面看到鲍在他的实验台上工作。
鲍夫发现他的实验室实验并不总是成功。“我必须学会耐心和创造力,”他说。

在迪基的实验室里,鲍夫与研究生和博士后一起进行一个项目,设计和测试一种创新的软夹持器,这种夹持器利用充满液态金属的可移动部件,可以交替弯曲和伸直手指。当金属冷却时,机械手就有力量抓住相当重的负荷。但当对金属施加低电压时,它会拉伸,导致手指变直,松开手。

地面覆盖新

2018年夏天,Baugh通过美国国家科学基金会资助的一个项目获得了实习机会,并在科罗拉多大学博尔德分校研究一种光固化热塑性聚合物系统——一种用于3d打印的创新材料。

这是一个增加他研究技能的机会,他很珍惜这个机会。“我探索了从机械性能到聚合动力学和3d打印潜力的一切,”他说。“如果我有更多的时间,我会探索这种材料作为结构材料和光纤涂层的潜力。”

但作为一名年轻的研究人员,鲍夫的旅程并非一帆风顺。在戈德华特大学的申请书中,他在一篇坦率的文章中承认,他的第一个独立研究项目很困难。

“我经历了许多不同的想法和方法,但都没有成功,”他写道。“我必须学会耐心和创造力来应对技术挑战。这个项目让我明白,想法并不总是能带来成功的研究,即使它们能带来成功,也需要时间来完全实现。”

不过,鲍夫说,他获得的技能和智慧只有通过反复试验才能获得。

他说:“这些研究经历教会了我创造性地思考,操作许多仪器并分析它们的结果,作为团队的一部分工作,积极构建自己的科学知识,尽可能成为最好的科学家。”“我得以一睹STEM研究人员的生活,并确认了这是我想要的职业道路。”

今年夏天,他将再走一段弯路,利用另一个机会前往波士顿,在哈佛大学的Mitragotri实验室进行药物递送实习。

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