健康护理机器人团队
时间：2021-07-06 来源： 作者： 访问量：
1. 团队介绍
健康护理机器人团队隶属于河北工业大学机械工程学院。团队拥有固定成员15人，其中正高职称4人，副高职称7人，中级职称4人，其中入选国家海外高层次人才引进计划2人。
团队主要研究方向为柔性外骨骼机器人、护理机器人、机器人机构学、机器人皮肤、无束缚生理信息检测、新型微纳操作等，涉及学科机械、电子、信息、材料、人工智能等学科。团队近4年共承担国家级及省部级各类科研项目30余项，累计科研经费约2000余万元，在国内外刊物上发表学术论文200余篇，申请发明专利及实用新型100余项。团队已与国内外多所知名大学和科研机构建立了合作关系，为研究生联合培养、合作研究奠定了基础。
2. 负责人介绍
团队负责人郭士杰教授，1992年毕业于日本东京工业大学，获工学博士学位。入选国家海外高层次人才引进计划创新长期项目、河北省巨人计划团队带头人。现任河北工业大学教授，复旦大学特聘讲座教授，博士生导师，河北省机器人感知与人机融合重点实验室主任，河北工业大学学报主编，ISO服务机器人及护理机器人标准委员会委员。
长期从事高科技养老及健康护理方面的研发工作，包括护理机器人、可穿戴外骨骼机器人、康复机器人、机器人触觉传感器等。获产学研合作创新奖、日本机械学会论文奖等科研奖项7项，主持国家重点研发计划国际科技合作重点专项、自然科学基金、中央军委科技委国防科技项目、日本NEDO项目等科研项目等各类科研项目10余项，发表高水平学术论文100余篇，申请专利90余项，其中29项获得授权。研究成果“高性能机器人触觉传感器”入选中国科协“科创中国”2020年先导技术榜单装备制造类十强。
3. 研究方向及代表成果
(1) 外骨骼机器人
团队研制了不同类型、多型号的外骨骼机器人，可针对不同场合进行步行助力和大承载助力。系统本体重量轻，助力系统响应灵活，可靠性高，各关节不约束人体自然关节运动，支持跑、跳、蹲、匍匐等动作。
图 可穿戴式外骨骼机器人
(2) 智能护理机器人
仿人背抱式护理机器人基于仿生学原理研制，可模仿背人动作，帮助上肢健全下肢失能的被护理人实现床、沙发、轮椅、厕所马桶等生活器具之间的移运换乘。
图 仿人背抱式移乘护理机器人
双臂移乘护理机器人具备多重环境感知功能，可以灵活的进行移乘、护理、辅助等相关任务。手臂关节采用特殊设计的耦合关节，单臂有效负载可以达到35kg，有效的提升了机器人的负载自重比，可以代替护理工作人员进行搬运病人等重体力工作。
图 双臂护理机器人
（3）机器人机构创新、机器人设计与应用
图 辅助负重人体外骨骼、并联机器人、康复机器人
（4）柔性传感器与机器人触觉感知
研制的柔性传感器具有结构简单、灵敏度高、测量范围大、高柔性、高信噪比、制备和使用成本较低等优点，可广泛应用于机器人传感、人机交互、可穿戴设备等场合，具有广泛的学术研究意义和产业推广价值。其中，“高性能机器人触觉传感器”入选中国科协“科创中国”2020年先导技术榜单装备制造类十强。
图 可拉伸柔性传感器
图 各类型触觉传感器
图 研制的触觉传感器入选中国科协“先导技术”榜单
（6）无束缚生理信息检测与智能护理床
系统能够长期在睡眠过程中对老人的心冲击、呼吸、体动、睡姿、睡眠质量及在离床等多项指标进行无束缚监测，及时捕捉疾病征兆，发布危险预警。同时，可以实时监测睡眠呼吸暂停、打鼾等疾病征兆，在不影响使用者睡眠的前提下主动调整睡姿，达到呼吸系统疾病的预防性治疗。
图 无束缚生理信息检测与智能护理系统
(7) 脑机接口及康复机器人
智能下肢康复系统可以提供主动和被动训练。结合脑机接口技术，可根据脑电信号对训练结果进行评估。基于脑电信号的主动控制可实现神经通路的闭环训练，加速受损神经通路的重建，更有利于患者的康复。
图 基于脑机接口的康复机器人系统
(8) 微机电系统
生鲜奶品质的现场监测：将微传感器与智能手机集成，实现了对牛奶体细胞和奶牛乳房炎的快速检测。与天津市奶牛发展中心检测数据相比，假阳性率和假阴性率均未超过5%。
水域中藻类含量检测与水质监测预警：将微流控芯片与CMOS模组、无线模块集成，用于对水域中藻类的半定量现场检测、或组网实现多点远程监测。
功能型微流控芯片开发：基于ACEK效应，有效促进微流体的传质和混合，在保证低温升的前提下提高混合效率；提出一种微阶梯结构的低成本加工工艺，封装微流控芯片，利用阶梯乳化效应生成高通量微液滴。
图 基于智能手机终端的生鲜奶品质监测
图 基于显微成像模组的水质监测
图 高通量阶梯乳化型液滴生成芯片
4. 成员简介
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张建军，教授、博士生导师，研究方向：机器人机构学、并联机器人、外骨骼机器人、康复机器人
学术兼职：国家自然科学基金同行评议专家、中国机械工程学会高级会员、IFToMM中国委员会委员、中国机械工程学会机器人专业委员会委员。
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李为民，教授，博导。主要研究方向：并联机器人，数控技术
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孟垂舟，教授，博士生导师，研究方向：柔性触觉传感器，新型储能技术，国家海外高层次人才引进计划青年特聘专家
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戚开诚，副教授，硕士生导师。
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商鹏，副教授，硕士生导师，研究方向：精密加工；金属表面强化技术。
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王晓慧，副教授，硕士研究生导师。
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李姗姗，副教授，硕士生导师，哈佛大学访问学者。
研究方向：微传感器与微执行器；微流控芯片技术；智能传感与控制；微系统集成。
学术兼职：田纳西大学Research Fellow、IEEE会员，中国力学学会会员，中国微米纳米技术协会高级会员。
人才称号：天津市特殊支持青年拔尖人才、河北省高等学校青年拔尖人才、河北省三三人才。
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刘腾，副教授，硕士生导师，研究方向：现代机构学与智能护理机器人智能控制；高刚度液体静压轴承技术
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杨丽，副研究员，硕士生导师，研究方向：柔性电子器件与智能传感
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刘吉晓，副教授，硕士生导师，加州伯克利大学联合培养博士、访问学者。研究方向：机器人触觉传感器与触觉智能、微纳传感技术。学术兼职：中国机械工程学会流体传动与控制标准化组委员，中国机械工程学会流体传动与控制分会青工委委员，中国机械工程学会高级会员，中国微米纳米技术协会高级会员。
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田佳，实验室，主要研究方向为柔性传感器。
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程景萌，实验师，主要研究方向为微流控芯片技术以及光学粒子操控。
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齐德瑄，讲师，硕士生导师，研究方向：柔性压力传感器生理信息检测
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李国显，讲师，硕士生导师，研究方向：柔性超级电容器，柔性传感器
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