头戴安全帽，奔波在国内大型隧道装备制造企业和遇到难题的隧道施工工地上，为有“地下开路巨人”之称的盾构诊断技术难题——这是中国工程院院士、浙江大学机械工程学院院长杨华勇多年来给人留下的印象。中国自主设计制造的盾构从无到有，这一发展历程也刻下了杨华勇的名字。

不过，这一印象现在恐怕要换一换了。“接下来，我可能会更多地出现在病房、实验室里，和医生、病人或动物打交道。”11月9日,这位著名的流体动力及机电系统专家在他位于浙大的办公室里告诉记者，他领导的团队正在推动一系列跨学科合作项目，以新型装备研制为切入点，寻求生物医学领域的进步与突破。杨华勇表示，生物制造是国际学科前沿与热点领域，实现生物器官3D打印等新技术的突破和应用被列入“中国制造2025”。

从盾构到生物医学的“跨界”多少让人有些惊讶。55岁的杨华勇告诉记者：“我们总是关注那些能带来从无到有的巨大变化的科学与技术问题。”既带来科学突破、攻克关键技术，又推动产业提升；在填补中国空白的同时，也解决整个行业长期面临的国际性难题——从土压平衡盾构、泥水盾构、复合盾构，到硬岩掘进机（TBM），再到生物制造、机器人与智能装备……杨华勇的创新追求从未改变。

国产盾构开路先锋

 2013年，杨华勇当选为中国工程院院士。消息公布的那天，他正赶往合作伙伴位于长沙的企业。当时，国产盾构已在国内外市场高歌猛进，而杨华勇告诉来采访的记者：中国还缺少我们自己设计的硬岩掘进装备。之后几年间，杨华勇带领团队继续投身硬岩掘进机和15.4米超大直径泥水盾构的国产化研发，取得显著进展。

从20世纪90年代以一台6000万元的高价进口地铁“洋盾构”，到现在国产盾构占据国内市场份额80%以上，并出口到近20个国家，杨华勇牵头的产学研团队硬是闯出了一条自主研发高端装备的道路。他们突破国外技术封锁，实现了盾构电液驱动、推进和控制系统的国产化。2012年，他领衔的“盾构装备自主设计制造关键技术及产业化”摘得国家科学技术进步奖一等奖。

今天，与杨华勇团队长期合作的两家龙头企业中铁隧道装备和铁建重工已经成长为台量最大、销售额分别位列全球第二、第三位的盾构设计制造企业，在与其他发达国家盾构的竞争中，“中国制造”丝毫不落下风。杨华勇说：“现在，在以色列、新加坡等国家和地区几十个城市的地下，都有国产盾构奋力掘进的身影。”

国产盾构在国际市场打下半壁江山后，杨华勇带领团队继续投身TBM和超大直径泥水盾构的国产化研发。“就在此时，我们与合作伙伴联合设计制造的两台TBM正在吉林工地上掘进。”杨华勇告诉记者，这是吉林省引调松花江水至长春重大工程的一部分。“其中一台TBM在14个月里掘进了8500多米，当中很大部分是灰岩岩溶地质段，表现优异。”

像这样的硬岩地段，在我国西部地区尤其多见。过去一般采用钻爆法开掘隧道，既不安全，速度也慢。TBM的特长就是“啃”这些硬岩，它转动刀盘，上面装着特制的滚刀，将岩石击破、绞碎，然后传输至隧道外。在掘进中，刀具磨损很快，更换一把17吋滚刀要花费八九万元，刀具的损耗有时占到整个工程花费的三分之一。

在研发国产化TBM时，杨华勇带领产学研团队自主优化设计了刀盘和刀具，降低刀具的损耗。针对TBM有时会卡在隧道中、脱困极为困难的国际难题，杨华勇团队又创造性地提出为TBM同时装备电机和液压马达驱动的技术路径，配合团队新发明的黏性离合器，在不增加装机功率的情况下，使瞬时扭矩翻倍，实现掘进机的快速脱困，从而攻克了难题。

“TBM实现国产化，不仅解决了中国的产业难题，而且解决了不少长期困扰整个行业的国际性难题。”杨华勇说，“只有这样，我们自主研发的产品才能跟别人并跑、争取领跑。”

跨界打印生物器官

杨华勇说，作为一名在浙江工作了27年的浙大人，自己一直在积极寻找与浙江特别是杭州发展充分契合、能发挥自己和团队专长的产业。

2015年，他倡议并组织浙大4个学部1５个院系成立“浙大机器人与智能装备科技联盟”。从去年起，又带领团队进入生物制造领域。

 “这是一个前沿领域，我们面前没有成熟、可借鉴的成果，只有目标与很多亟待解决的难题。”杨华勇说，以生物器官3D打印技术为例，人们仍在期待更先进的打印设备出现，这场新产业革命的成果将使我们具有制备形形色色的人造组织和器官的能力。

目前，杨华勇策划的生物器官制造研发方向将带动浙大9个相关学院的学科交叉，吸引了牛津大学国际著名再生医学和组织工程专家、英国皇家工程院院士崔占峰团队加盟开展合作研究。团队中的一个课题组目前在实验室用自主研制的3D装备，以干细胞为原料，打印出了人造皮肤。2015年以来，杨华勇团队已在生物制造领域发表论文10余篇，取得一批发明专利。

生物制造已经是杨华勇经历的第4个科研领域。“过去我们的合作伙伴主要是大型制造与工程企业，我们就一路跟所研制的装备到其实际应用的工地上去。现在要搞生物器官制造，就要同医院和患者打交道，一路跟到病房里去。”杨华勇说。

“生物制造领域是年轻人的天下，他们需要走向市场，了解市场到底需要什么。”杨华勇说，他常常逼着年轻研究人员多出去跟企业、医院等合作，“把各领域人才整合起来，然后推动这些优秀的年轻人去和市场结合，这就是我现在期待发挥的作用。”

（内容提供：浙江大学高端培训网）