在数十万米高空,给卫星加油!深圳科学家的“神操作”火了

王学谦的科研梦想，始于童年时期对机器人的向往。2003年，他踏入哈尔滨工业大学，相继攻读硕士、博士学位，正式开启空间机器人领域的科研探索之旅。2014年，博士后出站的他加入了清华大学深圳研究生院（现清华大学深圳国际研究生院），与团队聚焦空间机器人在轨服务关键技术攻关。

“汽车坏了可以进4S店维修，但航天器在太空中‘抛锚’了怎么办？”谈及空间机器人的价值，王学谦打了这样一个生动的比方。空间机器人，就好比太空中的“4S服务店”，能替人类进行科学试验、出舱操作，甚至为航天器“加油”、维修，清理空间碎片，为我国航天在轨服务提供核心支撑。

此次“西垣0号”卫星搭载的柔性机械臂，正是团队在该领域的有益实践。与刚性机械臂不同，柔性臂就像一个灵活的象鼻，它由多个柔性弹簧管串联组成，可卷曲、扭转、缠绕，能适应复杂狭小空间。采用“绳索驱动”方式，形成“电机—绳索—关节—末端”的控制链路，其动力学模型极其复杂。

在太空中，微小抖动都可能导致卫星姿态偏移，影响对接成功率。为解决控制难题，团队在硬件设计上纳入极端工况约束，控制算法历经多轮仿真迭代和大量地面试验。

据团队回忆，在热真空试验中，他们也曾遇到“绝处逢生”的场景。该试验主要模拟太空高低温交替环境，当机械臂被送入巨大的真空罐后，曾因温度变化引发材料微变形，导致臂体失控抖动、监控数据出现异常，带来试验中断、周期重启的风险。团队必须在有限的试验窗口期内解决问题，历经三天攻关修正算法，最终排除故障。

2026年3月16日酒泉卫星发射中心发射现场

“我们的工作不仅仅是做科研，更是要为国家和社会创造价值。”多年来，王学谦带领团队潜心探索、反复试验，攻克了空间机器人总体设计、动力学控制、遥操作等“卡脖子”难题，研制出绳驱动空间柔性机械臂和敏捷机械臂，以及基于三维手势天地闭环遥操作系统，圆满完成了多项重要航天任务，曾获得国家科技进步奖特等奖、国家技术发明奖二等奖、150余项授权发明专利……一系列成果的背后，正是团队攻克一系列技术难题的生动写照，也镌刻着他二十余年的科研坚守。

作为高校教师，王学谦始终牢记“立德树人”的根本使命，致力于培养“面向未来的科技工作者”。在学生眼中，王学谦不仅是他们的科研领路人，更是人生道路的导师。王学谦常说，教师的责任，是发现并呵护学生心中科研理想的“火苗”，并为其“添柴加火”。

王学谦（左）与李寿杰

他的学生、2025届博士毕业生（现为新加坡南洋理工大学博士后）李寿杰对此深有体会。2020年初入课题组时，他面对既定研究方向曾一度有些迷茫。王学谦察觉后，鼓励他跳出舒适区、突破原有研究边界，并在空间、设备、资源等方面给予全力支持。在导师的引导下，李寿杰勇敢地选择了颇具挑战的课题——浑浊水下的物体打捞。历经一年半的摸索、试错、与复盘改进，他与同伴研发出新一代感知与抓取一体的通用性变刚度机械爪，并凭借该研究获得2022年IEEE机器人与自动化国际会议（ICRA）最佳结构设计奖提名，不仅为自身科研道路奠定了坚实基础，更让心中的科研“火苗”燃烧得愈发炽热。

2024年国际机器人与自动化会议国际机器人竞赛团队合影（左二为王学谦）

2024年国际机器人与自动化会议国际机器人竞赛赛前，李寿杰所在的团队曾接连遭遇失利，成员们压力巨大、士气低落。“王老师让我们沉下心来，认真研读竞赛规则，寻找真正的突破口。”在王学谦的指导与鼓励下，团队重新调整状态、优化方案，最终斩获竞赛冠军。此后，他们又在珠海国际灵巧操作大赛中一举拿下两项冠军。“王老师教会我们的，不仅是解决问题的方法，更是面对困境时的冷静与定力。”李寿杰感慨道。

在王学谦看来，一名优秀的科技人才，首先要具备主动性。“科研道路上会遇到无数关隘，这份主动性，是支撑科研工作者克服困难、潜心钻研的核心动力。”除了主动探索的热情，王学谦表示，科技人才还需具备扎实的数理基础、全球胜任力和过硬的科研素养。“做深入研究，特别是技术和算法创新，需要有充足的理论做支撑，将研究做深做实；同时，要具备较好的全球胜任力，主动对接国际前沿、开展国际学术交流；要既能够完整把握‘发现问题—分析问题—解决问题’全流程，更具备独立思考、逻辑推理和清晰表达学术见解的能力。”

王学谦（左）指导学生

王学谦说，科技人才的成长也离不开“逆商”的锤炼。“失败是常态，关键在于面对失败的态度。”他常对学生说，要在科研道路上走得长远，目标从不是发表一篇论文、获得一个奖项，而是“真正做成一件有价值的事”。唯有树立远大目标，才能在无数次失败中坚守初心，在一次次挫折中积蓄力量。

李寿杰表示，王学谦不仅是传道授业的导师，更是以身作则的榜样。“王老师常告诉我们，清华人要敢于啃硬骨头、勇闯‘无人区’，做国家和社会真正需要的研究。”

以火传薪，不以山海为远；火种既燃，终成燎原之势。王学谦用匠心育人的坚守，守护着每一颗科研“火种”，让更多青年学子带着理想与担当，奔赴属于自己的科研征程。

科研与产业的深度融合，是驱动未来科技发展的核心动力。深圳作为我国科技创新的前沿阵地，汇聚了众多顶尖的机器人与人工智能企业，为前沿技术从实验室走向市场，提供了真实的应用场景和高效的协同链条。而清华大学深圳国际研究生院立足粤港澳大湾区的核心区位优势，积极推动科教融合，依托实验室积累的技术成果，开展“有技术门槛的创新性创业”，让科研成果真正服务于社会。

王学谦（右）与郭冠求

“王老师既是我的科研导师，也是我的创业导师。”郭冠求自2020年硕士期间加入王学谦课题组，依托学院搭建的多科学交叉、重产业实践的科研平台，深耕机器人的机械、电子、硬件、软件、算法等全环节，积累了较多的科研成果和扎实的工程落地经验。

在王学谦的悉心指导下，郭冠求逐步接触科技成果转化工作，带领团队打破技术壁垒，将机器人技术从航天场景拓展至航运、航海、智能制造等民用赛道，实现了技术的跨场景应用。2025年，郭冠求成立了产业化公司，通过学院科技成果转化机制完成了知识产权成果转化，同时与多家央国企达成产学研合作。

“要坚持长期主义，不要跟别人去比较，认准自己想做的事情就全力以赴去做。”王学谦的这句话，成为郭冠求在创业路上的精神支撑。从一名毫无工作经验的学生，成长为跨领域的创业团队负责人，其间的挑战数不胜数。幸运的是，每当郭冠求垂头丧气地走进导师的办公室，又总能获得新的方向和启发。“王老师既会给我具体的解决方法，也会做宏观的方向指导，这么多年一直如此。”

王学谦（右二）与郭冠求工作现场

目前，郭冠求团队主导研发的船底喷涂机器人和船侧喷涂机器人，已在多个船舶制造维修厂实测并上线，逐步实现围绕船舶行业为龙头场景的机器人与具身大模型技术成果示范应用，构建了“人工智能+物理载体+场景运用”的技术更新闭环，走出了一条技术扎根校园、成果服务社会的特色科创之路。

高校作为教育科技人才一体化的核心阵地，应如何找准定位、发挥优势？王学谦强调，高校要聚焦探索性、基础性科研方向，攻克对行业发展至关重要的难题。“我们一要培养行业急需的宽口径、强能力、高素质的创新人才，为产业发展注入新鲜血液；二要聚焦探索性、基础性科研方向，攻克对行业发展至关重要的难题，为实现国家科技自立自强提供理论与技术支撑。”

作为清华大学深圳国际研究生院数据与信息研究院党总支书记，王学谦表示，做好管理工作是为了为学院搭建更加优质的平台，让更多师生专注于科研与创新，做好“有组织科研”，推动科研力量凝聚与效能提升。他将持续与全院教师一同探索“有组织科研”的有效模式，加强学科建设与人才引进，搭建协同创新平台，让科研工作者既能充分发挥独立“作战”的优势，又能凝聚合力、协同攻坚，攻克更多国家重大科研难题。

2025年广东省“最美科技工作者”这份荣誉，是对王学谦二十余年科研坚守的高度肯定。而在王学谦心中，“最美”的不是领奖台上的荣光，而是航天器在轨安全运行的平稳轨迹，是实验室里师生潜心钻研的专注身影，是科技转化为现实生产力的坚实步伐，是每一次攻克难题后，为国家航天事业添砖加瓦的踏实与笃定。

比获得荣誉的喜悦来得更强烈的，是心中那份沉甸甸的责任感。王学谦表示：“未来，我希望能在科技报国的道路上走得更稳、更远，真正发挥榜样的引领作用，带动更多人投身科研、奉献社会。”

这种科研攻关的信念，也折射出深圳国际研究生院的创新生态，作为清华大学在粤港澳大湾区的重要布局，深圳国际研究生院始终坚持以国家战略需求为导向，鼓励交叉融合、支持长周期科研攻关，敢为人先、脚踏实地，不断为清华大学“双一流”建设注入“湾区”动能。

“双区”建设的浪潮奔涌向前，“科技强国”的号角响彻云霄。王学谦用二十余载的初心坚守，在浩瀚太空与科研沃土上，书写着属于中国科技工作者的责任与担当。对他和团队而言，技术创新从来不是终点，而是更长远、重大责任的开始。目前，团队已在规划研究新一代更智能、可靠的远距离太空加油机械臂。

从清华实验室伸向宇宙的“臂膀”，握住的不仅是加快实现科技自立自强的信念，更是一份让人类航天活动走得更远、更可持续的使命。