中青报·中青网记者胡春艳 通讯员刘晓艳
天津大学机械工程学院青年教师孙涛一直在做各种打破边界的尝试。
他用数学的眼光来“打量”机械工程这个古老的学科，研究出了用数学建模解决机器人运动控制、性能分析等理论难题的方法。
渐渐地，他不满足于仅是“自己设置难题自己解”的研究。在中国眼下一大批正在经历转型升级的实体企业中，在机器轰鸣的工厂和车间里，他找到了“比想象的还要复杂得多”的真实工程应用场景。
他领衔一支平均年龄30岁左右的实验室研究团队，在机器人智能制造领域，瞄准国家重大需求，对一些“卡脖子”技术展开攻关，“我们从原始机构创新出发，聚焦实际生产和转型需求，就做市面上买不到的关键设备。”
2021年，这支团队推出的“跨尺度多材质铸造件智能加工机器人技术”，入选中国智能制造十大科技进展。
而作为天津大学机械学院年轻的副院长，他更清楚，比做出精良的设备更迫切的，是培养出一大批支撑中国从制造大国走向制造强国的人才。一个更大的课题摆在面前——培养面向未来的卓越工程师。
为主动应对新一轮科技革命与产业变革，培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才，近年来天津大学主动探索适应时代发展的“新工科”建设。
孙涛主持制定并实施了天津大学机械大类创新人才培养的新工科方案，并参与了新工科项目制课程“设计与建造”和第一个新工科人才培养校级平台“未来智能机器与系统平台”的建设。
他惊喜地发现，党的二十大报告中将科技、教育、人才列为专章阐述，“第一次把三大战略摆在一起，这是一个非常重要的创新。”
这也是孙涛一直在思考并探索的方向：“我们始终坚持科技创新，这个过程中必须要通过更好的教育来培养出更高水平的人才，三者的关系一定是相互支撑、相辅相成的。”对他而言，兼有教师、教育管理者和科研工作者的多种职责使命，“无论是教育培养人才还是带领团队做研究角度，今后都有了更明确的方向感。”
问需产业发展、问需技术革新，是工程教育改革的题中之义。这些年，孙涛走进全国从南到北的数百家工厂实地调研。
“很多工厂的自动化程度之高、设备之先进，颠覆了我们印象中传统工厂的样子。”他清晰地感受到智能制造时代的大潮扑面而来，同时他也注意到一些长期以来都存在却始终难以解决的问题，比如许多先进的设备并没有发挥出它的最优价值，一些企业反映，花了高价买来的进口高端设备并没有那么“好用”。
进口设备“水土不服”的原因在于，一些高端设备和实际企业的应用场景不匹配。也正因此，很多企业主动找到国内一些高校和科研机构，希望能请科研人员帮助企业攻克一些实际技术难题。
一家机械装备企业主动找到孙涛时，企业因为缺乏好产品而效益不佳。原本他们希望高校的科研人员能帮助企业设计一款机械臂，用于切割金属铸件，减少人工带来的危险性和不确定性。可孙涛团队到企业实地考察后，为他们量身定制设计出多款适应不同铸造的机床，并实现自动化控制。目前，这些设备成为国内市场的畅销产品，有很高的市场占有率。
这样的经历多了，孙涛愈发坚定心中的方向——要以应用场景驱动研究，“要解决实际问题”。
象牙塔里的一些研究者往往认为，工厂实际生产的问题“太low”，研究这样的问题无法发表出高水平论文。而孙涛认为，纯理论的研究，特别是机构学理论，更需要通过实际应用来证明理论的价值，他渴望“给企业带来实实在在的效益，助力国家经济社会发现。”
“工程师不能解决实际问题，就不叫工程师。”孙涛常这样跟学生说。不久前，他所在团队的几名年轻人研发设计的“下肢骨折复位与康复一体化机器人”，那是世界首款重量小于2kg的可穿戴式骨折手术与康复一体化机器人，实现了对骨折患者的个性化精准复位与量化康复。该项目在第四届中国研究生机器人创新设计大赛中获一等奖。
孙涛清楚，推动学科交叉与产教融合是“新工科”的必经之路。他把企业真实遇到的难题，作为“新工科”学生课堂里的项目，让不同专业的学生跨界组队，如同“升级打怪”一样，不断苦练本领去拿下一个个难题，期待在这个过程中让拔尖创新人才涌现出来。
如今已经是智能制造工程专业一名大四本科生的张旖，是天津大学新工科建设方案推出后的首批本科生。今年暑假，她带领团队研发出“仿沙蚕丝驱动勘探机器人”，获得了第10届全国大学生机械创新设计大赛全国一等奖。
她的本科生涯不乏这样的参赛经历。在她看来，比赛的过程其实和她刚上大一就开始学的“设计与建造”课非常类似：收到一个任务，老师负责引导，学生组成团队边学边做去完成。大一时，她就有了组队做一辆智能物流派送车的经验。这样的体验也让她找到了科研的乐趣，毕业后主动申请加入孙涛的课题组进行硕博阶段的学习和研究。
她坚定地告诉孙涛自己未来的选择，“我要做引领科技创新的事。”
日常教学中一次又一次解决真问题的经历，也让学生们真实感受到了国家对于科技创新的需求。
孙涛认为，新工科培养出来的青年人，不仅有解决实际工程问题的能力，也更有为国奋斗的情怀和信念，他们见过真实的企业生产线，也经历了从0到n的完整研发过程，这样的训练让他们对于创新也有更加深刻的体会，“他们将是建设现代化强国的中流砥柱。”