中国科学院院士郭雷：发展仿生智能开辟AI新方向新赛道
2025年全国两会期间，中国科学院院士、北京航空航天大学教授郭雷抛出重磅观点：“面向空天领域的仿生智能研究，可以让我们的飞行器像鸟一样御风而行。” 这句充满画面感的描述，揭开了人工智能领域一场静默革命的序幕。当类脑智能陷入算力军备竞赛的泥潭，当大模型在”烧钱大战”中难以为继，这位控制科学领域的权威专家正带领团队开辟一条全新赛道——仿生智能，一个被他称为”突破传统生产力瓶颈的核心引擎”的颠覆性方向。
从控制科学权威到仿生智能开拓者
在中科院系统科学研究所的会议室里，郭雷院士的办公桌上始终摆放着两件物品：一个磨损严重的机械鸟模型，和一沓写满公式的演算纸。这恰是他学术生涯的隐喻——从理论数学到工程实践，从控制科学到仿生智能，这位64岁的科学家始终站在交叉创新的最前沿。
郭雷的学术履历堪称传奇：30岁成为中科院最年轻研究员之一，40岁当选中国科学院院士，2019年斩获国际自动控制领域最高荣誉IEEE波德奖，成为该奖项设立以来首位华人得主。他早年解决的随机系统自校正调节器收敛性问题，曾被国际同行评价为”为自适应控制理论奠定了数学基础”。如今，这位控制科学权威却将目光投向了生物世界——从昆虫复眼到鸟类翅膀，从鱼类游动到群体行为，自然界亿万年进化的智慧正成为他破解人工智能瓶颈的密钥。
“传统AI就像温室里的花朵，” 郭雷在接受《新京报》采访时直言不讳，”大数据喂养的模型在实验室表现惊艳，但到了强干扰、高动态的真实环境就频频’死机’。”这种困境在空天领域尤为突出：卫星在太空辐射中容易”断网”，无人机在强阵风里会失去控制，火箭在大气层穿越时面临极端温差挑战。郭雷团队的研究显示，现有空天无人系统在复杂环境中的任务失败率高达37%，其中82%源于“环境适应性不足”——这正是仿生智能要攻克的核心难题。
仿生智能：让机器学会”师法自然”
在北航空天智能实验室，一架翼展仅30厘米的仿生无人机正在风洞中完成不可思议的动作：它像鹰隼一样利用气流滑翔，如蜂鸟般悬停，遇强风时瞬间收缩翅膀——这套被称为”动态翼形重构“的技术，灵感直接源自信天翁的飞行机理。”我们用高速摄像机记录了12种鸟类的3000次振翅动作，”团队核心成员李文硕博士展示着数据，”发现鸟类通过调整羽毛间距，能使升力系数在0.8到2.3之间实时切换，这是任何传统飞行器都做不到的。”
这正是仿生智能的独特魅力。不同于类脑智能对人类大脑的单点模仿，仿生智能是跨学科融合的系统工程：它融合控制科学的动态优化、生物学的进化机理、材料学的柔性特性、结构力学的形态设计，最终实现机器在极端环境下的”生存智能、耐受智能和进化智能”。郭雷将其概括为三个特征：
- 系统智能：传感、执行、形态、行为的协调统一，如昆虫复眼的广角视觉与快速反应的神经肌肉系统
- 生物智能：器官与形态的自主变构，如章鱼触手的无骨驱动与自适应抓取
- 对抗智能：极端环境下的生存博弈，如沙漠蜥蜴通过皮肤变色调节体温的”环境免疫”能力
“人类太傲慢了，” 郭雷常对学生说，”我们以为发明了飞机就超越了鸟类，却不知信天翁可以连续飞行数月不落地，而最先进的太阳能飞机续航纪录仅为118小时。”这种差距催生了他提出的“脑聪、目明、手巧、身健、群智”技术目标——这五个词不仅是技术指标，更代表着仿生智能的发展路径：
- 脑聪：轻量化学习算法，如候鸟迁徙中的路径优化能力
- 目明：仿生感知系统，如螳螂虾复眼的16色视觉与偏振光探测
- 手巧：柔性操作执行，如章鱼触手的200个运动自由度
- 身健：环境适应结构，如骆驼脚掌的压力分散机理
- 群智：群体协同行为，如蚁群觅食的分布式决策模式
从实验室到蓝天：那些御风而行的”钢铁生物”
汉王科技的生产车间里，一群”机器鸟”正排队接受出厂测试。这些翼展50厘米的仿生机器人能以每小时60公里速度连续飞行4小时，续航能力是同重量多旋翼无人机的3倍。更令人称奇的是它们的隐蔽性——扑翼产生的62分贝噪音远低于螺旋桨无人机的85分贝，在森林消防侦察中曾成功接近目标而未被发现。
“这不是简单的仿生外形，” 汉王科技总裁朱德永揭开了技术面纱，”我们模仿的是鸟类的能量利用方式——通过翼形变化实现滑翔与扑翼的无缝切换，巡航时能耗降低70%。”这款名为”毕方”的仿生机器鸟，正是郭雷提出的”运动智能“理念的商业化典范。它搭载的仿生偏振导航模块，灵感源自蜜蜂的太阳定向能力，即使在GPS拒止环境下仍能保持1米/小时的定位精度。
在更宏大的空天舞台，仿生智能正悄然改变航天产业格局。郭雷团队为某型号卫星开发的仿生自适应热控系统，模仿了北极熊毛发的中空结构，通过改变表面微观纹理实现散热效率的动态调节，使卫星在向阳面与背阴面的温度差控制在±5℃以内。”传统卫星用的是主动温控，功耗大、易故障，”团队工程师胡鹏伟展示着对比数据，”仿生方案让单星减重12公斤，年节电460度，相当于延长15%的在轨寿命。”
最具颠覆性的突破来自群体智能领域。在西北某试验基地，20架仿生无人机组成的集群完成了”动态目标围捕“演练：它们像椋鸟群一样不断变换队形，面对突发干扰时自动重组，最终将移动靶船锁定在20米范围内。这套系统的核心算法借鉴了蚁群觅食行为，每个无人机仅需本地通信即可实现全局最优决策，响应延迟小于0.3秒。
政策风口与产业变革：仿生智能如何重塑生产力
2025年8月，国务院印发的《关于深入实施”人工智能+”行动的意见》明确提出：“发展仿生感知、运动控制、群体协同等核心技术，推动空天、深海等极端环境下的智能装备创新。” 这一政策为仿生智能按下了加速键——北航随即成立空天仿生智能研究院，郭雷担任院长；汉王科技获得专项贷款扩大仿生机器鸟产能；成都、深圳等地纷纷布局仿生机器人产业园区。
这场变革的深层意义，在于它为”新质生产力“提供了全新动能。郭雷在《经济参考报》访谈中强调：”仿生智能不是对类脑智能的否定，而是补充。当大模型在算力竞赛中难以为继时，向自然学习’巧算’智慧，可能是更可持续的技术路径。”数据显示，采用仿生设计的工业机器人，能耗降低40%-60%，材料利用率提升35%，在极端环境下的任务可靠性提高2-3个数量级。
“这不是科幻，” 郭雷展示着团队开发的仿生机械臂原型，它能像人手一样轻松拧开瓶盖，也能精准抓取0.1毫米的细小零件。”传统工业机械臂有300多个零件，我们模仿人类肌肉-骨骼结构，用12个柔性关节就实现了同等功能，成本降低70%。”这种”结构仿生+材料仿生+控制仿生“的三位一体模式，正在重塑高端制造、国防安全、医疗健康等关键领域。
未来已来：当机器学会向自然”拜师学艺”
在自贡恐龙博物馆，全球首款智能仿生恐龙”贡嘎一号”正与游客互动——它高1.4米，重35公斤，却能像真正的恐龙一样双足行走，完成摇头、摆尾、吼叫等动作。这个由成都人形机器人创新中心研发的庞然大物，搭载了郭雷团队参与开发的动态平衡算法，灵感源自鸵鸟奔跑时的重心调节机制。
“仿生智能的终极目标，”郭雷在2025世界机器人大会演讲中指出，”是让机器拥有生物般的环境适应性和持续进化能力。”他预言，未来5-10年，仿生技术将催生三大变革：
- 能源革命：模仿植物光合作用的人工叶绿素电池，能量转换效率有望突破30%
- 医疗突破：基于章鱼触手原理的柔性手术机器人，可在人体内精准操作而不损伤组织
- 空间探索：借鉴缓步动物”隐生”能力的星际探测器，能在极端辐射真空环境存活
“达·芬奇曾说，人类的智慧不在于创造，而在于发现自然的规律。” 郭雷办公室墙上的这句话，或许揭示了仿生智能的本质——当AI陷入算力军备竞赛的内卷，向自然学习”用最少资源办最大事”的智慧，可能正是人工智能突破瓶颈的关键。从昆虫复眼到鸟类翅膀，从鱼类游动到群体行为，自然界亿万年进化的密码，正被这位控制科学权威和他的追随者们一一破解，最终转化为驱动新质生产力的澎湃动能。
当最后一抹夕阳透过实验室窗户，照在那只机械鸟模型上，仿佛给冰冷的金属镀上了生命的温度。这让人想起郭雷常说的那句话：“最好的工程师，其实是亿万年的进化本身。” 在仿生智能的赛道上，中国科学家正以自然为师，向未来冲刺。