衣着朴素，戴着一副有着厚厚镜片的全框眼镜，声音不紧不慢很是儒雅——这是宋爱国教授给我的第一印象。两年前的冬天，我们和他约了江苏省远程测控技术重点实验室团队的专访，宋爱国作为实验室主任热情带领我们参观。“这是可以通过‘扭腰’来保持平衡的火星车”“这是力反馈虚拟针灸系统，可以实时显示扎针位置和深浅”……很难想象，眼前的这位文质彬彬的教授在28岁就拿到“863”项目，同年申请到“国家自然科学基金”。30岁被评为东南大学副教授，32岁晋升为教授，33岁成为博士生导师，36岁担任东南大学仪器科学与工程学院院长。
两年后，再次相见，为的是宋教授获评2024年全国模范教师。“此次获奖真得出乎我的意料。”宋爱国腼腆一笑，“其实我们教学科研并非要追求各种荣誉，能培养出优秀的学生，能帮助国家突破卡脖子技术，解决民生问题，这才是我最高兴的。”
做高科技研究，既要顶天，也要立地
“从事教学和科研工作近30年，我的导师对我的影响是巨大的，他对于科学的精神和态度也塑造着我对于科学家精神的定义。”1993年2月，25岁的宋爱国以博士生身份来到东南大学。在学习《机器人传感技术》课的第一天，导师黄惟一说：“我们实验室的机器人研究事业，是查礼冠老师用生命换来的！”那段话，至今让宋爱国记忆犹新，并一直激励着他。
1983年，全国第一次机器人大会在华南理工大学召开，研制了我国第一台仿人机器人的查礼冠教授作为大会的三个主要发起人之一，和黄惟一教授共同参加会议。会议刚结束，两人走在华南理工大学校园里，一辆失控的汽车撞倒两位老师，查礼冠不幸当场身亡，黄惟一重伤昏迷。一年后，刚刚康复的黄惟一重新把机器人传感与控制技术实验室建了起来，实验室从1986年开始得到国家“863”高技术计划的持续支持，并成为“863”计划先进制造领域机器人传感技术网点实验室的副组长单位。
1993年3月，黄惟一教授将“863”项目“力觉临场感机器人基础研究”的内容作为宋爱国的博士课题，这也为他二十多年后获得国家技术发明二等奖埋下伏笔。宋爱国告诉记者，“临场感机器人”是一种先进的人机交互遥操作机器人，即将机器人的视觉、力觉、触觉等各种感觉传递给人，再通过人机交互设备把人的各种运动信息检测出来，并作为控制指令去控制机器人。“人在控制端，机器人可以在月球、深海等远端，在极限环境代替人完成复杂的操作任务，使人产生远在异地的‘身临其境’的感受。”
调研中，宋爱国发现了这个项目中涉及好多关键技术，如传感技术、感知反馈技术、控制技术等。他与导师讨论后，确定围绕我国未来空间探测任务的重大需求开展临场感机器人技术的基础研究，重点解决空间通信大时延情况下，临场感遥操作机器人的感知反馈与控制问题。
经过30余年的基础研究和技术攻关，项目组先后成功研发高精度的机器人六维力传感器、仿生柔性触觉传感器、小型化的力反馈执行器等人机交互遥操作机器人核心元件或装置以及四种类型的遥操作移动机器人系统，并在我国载人航天与探月工程、核电工程等重要领域得到应用。
（右为宋爱国教授）
“正如黄老师所说，做高科技研究，既要顶天，也要立地。”在宋爱国眼中，“顶天立地”有着两层含义，一是瞄准行业顶尖，同时能够将前沿科技落地；二是既要做“天上”的科技，同时也要做民生的科技。
2000年起，为了应对老年化社会，宋爱国带领团队在国内率先开展助老助残康复医疗机器人研究。“大脑是具有可塑性的，比如针对一些中风偏瘫患者，如果在早期进行训练，其很多功能可以恢复，但是康复训练的过程比较枯燥，且请康复训练师进行牵引训练的造价很高，而如果使用康复机器人，则大大降低了成本。”宋爱国介绍，目前团队研发的力感知智能肌电假手在丹阳假肢厂公司已实现产业化，第二代肌电假手的国内市场占有率超过60%。
（左四为宋爱国教授）
一定要将科研资源转化为教学资源
“不管有多忙，宋老师从来不会缺一节课。”2017级博士生石珂说。2015级硕士张慧向一个英文核心刊物投稿，宋老师至少帮他大改了5遍。张慧回忆：“大到文章的整体思路，小到图表上的字号，宋老师都会一一指导。”
“因为对教学科研工作倾注太多心血，再加上长期熬夜，宋老师两次住院进行眼眶内肿瘤手术。那时候正好是团队申报基金的关键时刻，宋老师放心不下，于是让我每天去他的病床前，一字一句地读给他听。”李会军说，每当自己在科研工作上遇到瓶颈，她就会想到导师的话，“我们就是要做有挑战的事，如果别人都能做，为什么还要我们做”。
“虽然我和团队承担了大量科研任务，但是我一直认为，作为一个教师，最根本的任务是教书育人，是教学，特别是本科生的培养。”一直以来，宋爱国坚持给本科生教学，每年本科生课时量超过80个课时，并承担着《传感器技术》《误差理论》《智能传感器技术》等几门本科生阶段重要专业课程的教授。
在宋爱国眼中，想要真正培育出拔尖创新人才，就一定要把科研资源转化为教学资源依托。通过重大科研任务，宋爱国培养了宋光明、李会军、徐宝国、曾洪等一批优秀青年学者，而他科研团队中的老师也全部都承担着本科生主干课程的教学。
这支高水平科研团队，同时也是一支高水平教学团队。在宋爱国的带领下，团队主编了5本有影响的教材，这其中包括传感器技术、控制技术与系统、测试信号分析与处理、智能传感器技术等课程教材。“这些教材内容很多来源于我们的科研成果，我们将过去教材中一些陈旧的内容删去，添加了许多源于科研项目的教学案例。这样一来，学生不仅掌握了理论知识，同时也进一步打开思路，了解目前我们如何结合国家重大工程开展技术攻关。”宋爱国说。
此外，团队鼓励本科生将学习从课内拓展到课外，依托团队科研实验室、科研项目指导大学生开展创新活动。“我在南航读本科时，是去首都机场实习的，几乎当时所有型号的飞机我都上去感受过，但后来考虑到安全问题，现在学生很多没有这样的机会。因此，我在2014年牵头建设了首批国家级虚拟仿真教学实验中心，通过虚实结合的方式将难以前现场的真实工程场景展现给学生。”
（左三为宋爱国教授）
不断提升自己是保证教学水平的关键
“在我人生的征程中，有幸遇见了我的导师宋爱国老师，他不仅是我学术探索的明灯，更是我人生航向的坚实支柱。”现任中国飞行试验研究院机载测试工程室主任谷士鹏对导师宋爱国教授充满敬仰与感激。在宋爱国教授的指导下，他成功解决了小行星取样机器人的设计难题，并在航空装备高精度探测与智能感知技术领域取得深厚造诣。
宋爱国从教近30年，其培养的博士毕业生约70人，每次看到他们在科研和工作中取得进步，宋爱国都格外高兴。“能培养出一批优秀的学生，同时我们的科研成果能解决民生问题，突破国家‘卡脖子’难题，这是最让我感到幸福的事。”
“宋教授，您能否向年轻教师传授一些教学经验？”
“大学的教学不仅仅是知识的传授，更重要的是学生创新、协作、发现和解决问题等能力的培养，而学生这些能力的培养可能需要占到教师工作重心的一半以上。”宋爱国表示，除了上好每一门课之外，大学教师需要不断通过高水平科研项目来保持自己对前沿技术的敏锐力，提升自己的教学和科研能力。
眼下，团队正在攻关空间站舱外仿人机器人项目，即航天员在空间站舱内通过力反馈手控器对机器人进行遥操作，减少航天员出舱风险，同时完成维护、观测等任务。此外，团队自主研发的手部康复机器人、上肢康复机器人以及康复评估系统，也与苏州一家医疗企业合作，目前已进入临床阶段，预计再过半年可以取得医疗器械许可证。
这些科研项目经验，是宋爱国教学上的丰富资源宝库。“只有老师始终处于一个较高的水平，才能具备培养学生的能力，进而培养出国家需要的创新人才。”宋爱国说。
新华日报·交汇点记者 谢诗涵
通讯员 唐瑭
编辑：蒋明睿
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