智能“新物种”

冯金铭 陈龙 丁梦飞 冯童

湖大设计实验室（HDDL）是湖北大学产品设计专业的交叉设计实验室。实验室2023届毕业生利用多种前沿交叉设计理念，探索了不少解决当下自然环境、人类环境中所面临问题的新技术和新产品。

神经控制示意图

实物展示

机器人爬墙效果图

装卸效果图

放大模型图

江豚投喂辅助水下无人机

作者：陈龙

指导教师：冯金铭

生物智能设计是将生物学和人工智能结合在一起的全新探索，在基于生命体的研究上结合智能设备的技术形成新的“智能生物”。利用全新的“物种”探索并解决当下自然环境、人类环境中所面临的问题，是生物智能设计所面临的挑战。

长江江豚是中国特有的物种，栖息于长江及其支流中下游。作者利用光遗传学控制鱼类对江豚进行投喂。具体来说，就是通过将光敏蛋白质基因导入到鱼类的基因组中，使其表达光敏蛋白质。然后，将设备吸附在鱼身上，在水中使用蓝光或激光器照射到鱼类身上，激活其身上所表达的光敏蛋白质，从而控制鱼类的游动方向、速度等。这样，可以将鱼类引导到特定的位置，从而吸引江豚前来捕食，精确控制饵料从投出到被捕食这一过程中的运动，提高饵料利用率。饵料对江豚的捕食行为影响小，因为光遗传学投喂控制的是活鱼，不会让江豚产生对于投喂的依赖。另外，这一投喂方式对环境的危害小，不会产生废弃饵料和腐败的鱼肉，同时也不会产生噪声，造型隐蔽，不会惊扰到江豚。

人工肺—基于孔隙結构下的氧合器优化设计

作者：冯童

指导教师：冯金铭

微流控系统是通过控制非常微量的液体来进行的科学实验，这一技术所涉及的领域包括化学、流体物理、微电子、新材料、生物学等。产品设计中的微流控设计是非造型设计，在尺度上是极其微小的，是通过对小尺度的设计探索对宏观系统的改变。

ECMO（体外膜肺氧合）是用于急性、严重的可逆性心或肺功能衰竭的最顶尖的体外支持设备之一。氧合器是ECMO系统中的重要组成部分，通常采用中空纤维膜式氧合器。然而，ECMO系统的临床使用时间也受到氧合器本身的一些限制。例如，纤维润湿是必要的，但过多的血浆渗漏可能会导致血浆易堵塞和血液成分易沉积。因此，氧合器的设计需要平衡血气分离效率和血浆渗漏风险。

作者通过工业设计的手段来改善微控流人工肺的血流设计，通过微控流技术，调节人工肺中血流的速度、方向和压力等参数，实现对血流量的精确控制，使设备更加符合人体工程学原理，从而提高患者使用的舒适度和治疗效果。

高层或超高层建筑投递系统

作者：丁梦飞

指导教师：冯金铭

机器对于环境的改变已经越来越明显。随着智能机器的发展，从利用机器为人来设计，转变成利用机器为机器设计环境。现实的环境设计需要开始考虑机器的行为，一方面是为了更好地服务机器，另外一方面则是为了创造一个更加合理的人机共生的生态系统，这就是人机共生的环境设计。

近年来，物流服务已成为城市生活不可或缺的重要组成部分。然而，传统的快递服务系统已难以满足庞大的业务量，尤其面对高层或者超高层的小区投递，人工效率很难满足有效的服务。该设计基于系统设计原则，深入研究物流系统全流程，特别是末端物流配送环节，旨在解决当前城市快递服务系统的弊病，从宏观的角度完善思考，使快递车设计切合物流环境，让快递服务能深入到“最后一米”。

该设计不仅带来了解决问题的一种工具，而且针对现有的城市交通系统、居住模式以及未来小区规划提出了系统性反思。作者采用的机器人投递方式完全基于现有的居住建筑平面的特征，通过在建筑外墙增加轨道，并结合消防楼道的公共空间，来实现投递服务。

责任编辑：贾倩颖