“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点。”这句话出自马克思《资本论》。习近平总书记多次引用这句话,鼓励广大科技工作者在科学研究的道路上不畏艰险,奋勇攀登世界科技巅峰。
于欣格
多年来,香港城市大学生物医学工程系副教授于欣格一直站在电子皮肤与健康监测领域的最前沿,带领团队开展柔性智能感知技术研究,推动柔性电子、智能医疗、机器人等领域发展。
于欣格长期从事敏感电子学在健康医疗、智能传感、软体机器人等领域的柔性可穿戴电子技术研究,针对该领域信息传感与反馈的性能单一、准确率低的瓶颈问题,开发了多功能敏感纳米纤维材料,实现了体温、紫外线、呼吸、脉搏等信号检测一体化的柔性可穿戴器件;设计了柔性传感-反馈一体化的智能检测设备,达到近100%的肿瘤活检定位准确率;构建了皮肤集成的触觉反馈系统,拓展了可穿戴虚拟现实技术内涵。
“我们期待实现电子皮肤从概念到实际应用的发展,在改善柔性电子皮肤用户体验的同时香港城市大学于欣格,进一步激发其在临床监护以及长期健康监测领域的应用潜力,利用先进技术改善人类生活质量。”于欣格说。
奋力攀登学术高峰
1986年,于欣格出生于吉林省长春市。“在那个年代,我的父母接受过高等教育,深刻体会到知识的重要性,对我的学习和教育非常重视。”在家庭的影响下,于欣格勤奋努力、脚踏实地,学习成绩一直名列前茅。高考那年,他顺利考入位于四川成都的电子科技大学,攻读光学工程专业。
电子科技大学是国内电子信息领域高新技术的源头,创新人才的基地。“到学校以后,你不仅需要努力学习知识,更重要的是要培养自己的社会责任感,将来为社会的发展作出自己的贡献。”临行前父母的殷殷嘱托,于欣格始终牢记在心。
大学期间,于欣格遨游在知识的海洋,不仅努力学习理论知识和实践技能,还积极参与科研项目,不断提升自己的专业水平和能力。在这里,他遇到了对自己科研道路影响颇深的于军胜教授。毕业设计时,他跟随于军胜教授团队聚焦柔性OLED课题展开研究。
“柔性OLED,就是柔性屏幕,由于其具有低功耗、可弯曲的特性,目前广泛应用于可折叠手机屏幕。但在2000年前后,这个概念鲜为人知,刚刚接触到的时候,我们都觉得很震撼、很神奇。”于欣格说。
怀揣探索科技未来的美好憧憬,大学毕业后,于欣格决意继续深造。攻读硕博学位期间,他在导师于军胜的指导下,积极开展有机材料和电子学结合的研究。于军胜教授告诉他:“科研既可以在一个方向上不断深入,也可以在一个方向学通了之后,多见识几个方向,然后进行多领域整合。”这句话让他深受启发。2012年,为进一步深入研究,开阔视野,通过电子科技大学“优秀博士生培育计划”的平台,于欣格远赴大洋彼岸,在美国西北大学进行博士联合培养,师从著名科学家美国科学院工程院院士Tobin Marks。
Tobin Marks教授是有机电子领域的领军人物,他的悉心指导让于欣格在学术上不断突破自我。“在读博士研究生期间,我专注于金属氧化物新的化学合成法的研发,特别是低温柔性晶体管和非常规电子器件的研究。”于欣格深入探索了合成方法学和柔性材料器件的基本原理、制备工艺以及性能优化,为日后在智能皮肤电子领域的创新奠定了重要基础。在此期间,他发现了将科学知识与多学科交叉结合的巨大潜力,这成为他日后研究的方向。
2015年,于欣格来到拥有“公立常春藤”美誉的美国伊利诺伊大学香槟分校进行博士后研究,师从博士后导师——美国科学院、工程院和医学院大满贯院士John A. ,进一步深化他在柔性电子和生物医学工程领域的知识和技能。
“John A. 是全球柔性电子技术研究的创始人,他将柔性电子应用在医疗健康领域,学术成绩斐然。除了专业上的启发,导师谦虚好学的经验分享,都让我受益匪浅。”于欣格说,“也正是在博士后阶段,我将柔性电子与生物医学工程领域更加深入地结合,并尝试利用自身交叉学科的优势,探索解决生物医学领域的具体问题”。
于欣格的求学经历,让他积累了丰富的科研经验,并为他日后在智能皮肤电子与健康监测领域的突破性研究打下了坚实的基础。
搞科研就要啃最硬的骨头
2018年,胸怀“科技报国”的初心使命,于欣格挥别美国,踏上香港这块科创热土,展开科研工作生涯。
谈及为何选择香港城市大学,于欣格坦言,香港城市大学生物医学工程系在业内享有良好声誉,研究领域涵盖生物医学仪器、再生医学、生物力学、医学影像、生物机器人等前沿方向。学系拥有多个尖端实验室,装备有先进的科研设施,以及拥有由多位国际知名学者组成的教师团队,给予科研工作者充分施展拳脚的舞台。
同时,学校更让他感到了对人才的重视。“记得我投简历当晚,就接到时任生物医学工程系主任孙东教授的电话,很快经面试后顺利入职。”正是在学校的大力支持下,多年来,他带领团队在电子皮肤与健康监测领域取得了一项项令人瞩目的科研成果。
解决当前可穿戴设备渗透性问题,便是其中的一项重要探索。
“可穿戴电子设备在促进健康和健身方面发挥着重要作用。长时间持续监测生理信号对于全面了解身体的整体健康状况、早期疾病预测、个性化治疗和改善慢性健康状况的管理至关重要。”于欣格说。
近年来,可穿戴电子设备取得许多突破性进展,但其在广泛使用和临床应用方面仍面临一些重要挑战。“例如电子设备的渗透性差,导致在与皮肤接触处积聚汗水,这不仅影响用户体验,还会干扰信号收集质量和设备粘附性,进而阻碍了长时间精确的信号检测。”
目前,对可穿戴电子设备的渗透性研究远远落后于对其各种电子元件的研究和应用。在单个集成可穿戴电子设备系统中实现渗透性和多功能性,仍然是一个巨大挑战。
在于欣格看来,科技创新不可能一蹴而就,必须锲而不舍、攻坚克难,“搞科研就要啃最硬的骨头”。为解决可穿戴设备渗透性问题,他带领团队披星戴月、日夜兼程,直面困难和挑战,最终研发出一种从材料加工、器件架构和系统集成的角度出发的综合渗透性可穿戴电子设备开发方法,该方法基于一种自然启发的3D液体二极管(3D LD)配置,其表面结构能够促进液体在特定方向上的自发流动。
“通过结合3D空间液体操纵技术,我们已经实现完全集成的可渗透电子设备,其电路和功能与最先进的可穿戴设备相匹配,并实现卓越的透气性。3D LD不依赖于独特的材料,而是在称为垂直液体二极管(VLD)的平面外排汗通道上方采用了称为水平液体二极管(HLD)的平面内液体传输层。”
于欣格介绍,该研究创建的电子设备能够将汗水从皮肤向外单向泵出,最大流速为11.6 ml/cm2/min,是运动时生理出汗率的4000倍,从而确保在出汗情况下也能进行持续稳定监测,解决了设备-皮肤界面上汗液聚集导致的信号中断问题,实现了友好的、用户舒适性和稳定的信号监测和读取。
这项研究结果为柔性、可渗透的可穿戴电子设备提供液体操纵和系统集成策略。“我们已经成功将这种技术应用于先进的皮肤集成电子设备和纺织集成电子设备,实现了一周内的长时间可靠健康监测。”于欣格说。
这项研究成果于今年3月28日发表在《自然》杂志上,受到了广泛关注。目前,该团队正在推进临床试验,进一步确认该技术在现实场景中的有效性。可以预见,随着这一技术的不断发展,可穿戴电子设备将会迎来全新的发展机遇,为人们的生活带来更多的便利和舒适。
柔性电子未来大有可为
在科研征途上,每一步都充满未知与挑战。这是一场对智慧、耐心和毅力的考验,而在这漫长的探索过程中,有一种精神始终贯穿其中,那就是坚持。
课题组成员合 影,前排右八为于欣格
对于欣格团队来说,这种坚持就是面对困难不退缩的勇气,在失败中寻找答案的决心,向着科学真理不断迈进,其动力源泉就是面向国家重大需求,解决生命健康领域的重大问题的责任和使命。
在这种责任和使命的驱动下,多年来美国top30名校留学,针对柔性电子和生物集成电子在健康医疗、智能传感、信息反馈等敏感电子学和传感技术领域的信息传感与反馈的性能单一、准确率低、系统级集成复杂的瓶颈问题,于欣格团队在功能材料的开发、柔性传感器的设计、多功能智能传感与反馈电子系统的集成等方面,持续进行创新性研究,收获累累硕果。
针对医疗级别柔性可穿戴电子器件的材料选择体系复杂繁多与集成条件苛刻的难题,构建了多功能纤维材料结构,低温制备了柔性金属氧化物薄膜,研制了可用于新冠病毒等病原体检测、应力、应变、紫外、有毒气体的多功能一体化的可穿戴器件。
为克服柔性电子设备与传统医疗检测设备性能的差距,关注到传感精度、集成度和便携性问题等瓶颈问题,于欣格带领团队一直致力于纳米材料形态的新型材料的研究,设计了一种基于传感与驱动一体化的肿瘤靶向智能测量系统,该系统实现了活检过程中肿瘤靶向精度接近100%;开发了微型机电设备,用于表征深层组织的生物力学,以解决便携性问题。这些技术显示出可用于评估各种条件下的皮肤物理特性,例如老化、水合作用损失或相关皮肤病,展示了从基于客户的产品到临床相关仪器的巨大市场。
针对应用于医疗级别的柔性传感技术中信息反馈不足的瓶颈,于欣格带领团队首创了基于柔性器件超薄皮肤集成的触觉虚拟现实(VR)系统,实现了具有触觉反馈功能的无线化类皮肤式电子VR,在社交媒体、娱乐、培训和智能医疗机器人等多个领域具有了广阔的应用前景,填补了柔性可穿戴电子技术在触觉感知的空白。皮肤式电子VR被认为是近期热门概念“元宇宙”的基础技术,该概念荣获2022年日内瓦发明金奖,被国内外各大媒体争相报道。
鉴于于欣格在智能皮肤电子与健康监测领域的开创性贡献,他先后入选2023年香港青年科学院院士、2023年香港RGC 、2022年香港城市大学杰出研究奖、2021年自然基金委优秀青年科学基金(港澳)、2020年《麻省理工科技评论》35岁创新35人中国榜单等。他发表SCI学术论文160篇,其中以第一作者和通信作者身份在《自然》《自然材料》《自然生物医学工程》等国际顶级期刊发表了论文数十篇,在国际和国内学术会议上做大会报告、主题报告或邀请报告100余次,获授权中国和美国发明专利10项。
让科研创新与国家需要环环相扣
在于欣格看来,“科技创新,人才是关键”。
多年来,从最初只有于欣格一个人,到目前拥有20名博士生、20名博士后,于欣格带领的这支科研团队,始终瞄准国际最前沿,对标国家战略需求,在柔性电子和生物医疗领域攻坚克难、开拓创新。
“于老师在科研工作中的严谨态度和创新精神,给我留下深刻印象。”团队成员李健说,“于老师鼓励我们追求原创性思维,挑战现有理论边界,同时又给我们足够的鼓励和成长空间。每次找于老师汇报,他都会积极鼓励,让我们在面对挑战时充满信心”。
在人才培养方面,于欣格组建了一个高度交叉融合的创新团队,营造了开放协作的研究环境。每次有新成员加入,他都会安排他们与组内同学详细交流研究方向,从而促进大家互相学习。“于老师会针对我们每个人的特点因材施教,征求每个人的职业发展意向和个人规划,致力于培养我们的全面发展。”李健说。
团队成员黄雅于2020年加入了于欣格课题组。“随和”“儒雅”是她对于欣格的第一印象。“初次在办公室讨论我的研究方向时,于老师提供了多种选择,并给予我充分的自主权。在学生的成长与发展上,于老师始终尊重个人意愿,并尽全力帮助每一位组员,每当我们在研究中遇到问题,总是尽力提供建议,帮助我们解决困难。”
于欣格对课题组的研究工作一贯秉持高标准高要求,常教育团队成员要治学严谨,哪怕是对待细节问题,也马虎不得。
“记得我在写完自己的第一篇文章初稿后,很着急想投稿,于是马上交给于老师修改。他耐心地给我指出了大量细节问题,并仔细写在批注里,嘱咐要认真改正,不要着急。”团队成员姚宽明说:“于老师在研究思路上站得高看得远,常常能够洞察我们技术上取得的小小突破中潜藏的对于整个研究领域的启发性意义,并将其进一步深挖探索,所以在我手中看似简单的工作往往能在于老师的指导下升华成为出色的研究。他也曾对我说,‘不管做什么事情都要认真对待努力做到最好,精益求精,才是真正的学术精神’。”
在团队成员眼中,于欣格是课题组“最努力、最忙的人”。为了更好地工作,他甚至搬到了学校对面,常常在办公室忙到深夜才回家。但无论再忙,他却从来不会错过学生的信息,总能抽空响应学生的需求。
于欣格常说,A happy group is a group, a group is a happy group(快乐的团队就是高效的团队,高效的团队就是快乐的团队)。在他的影响下,团队成员都能深刻感受到科研的魅力和探索知识的快乐,而这份对科研工作发自内心的真挚热爱,也时刻提醒着他们如何成为一位优秀的科研工作者。
“如今香港城市大学于欣格,第三届钟南山青年科技创新奖获奖者风采 | 于欣格:“电子皮肤”开启医疗智能新篇章,青年科技工作者正处在干事创业的大好时代。”于欣格说,“未来,我们将利用自身积累的良好交叉学科优势,面向国家重大需求,面向人类健康领域,努力攻克生物医疗和信息技术领域所存在的问题和挑战,在柔性可穿戴电子技术研究领域勇攀科技高峰,为建设科技强国贡献青春力量”。
香港城市大学于欣格,打造线下版元宇宙!机器人VR助力远程做核酸,登上Science子刊
让机器人做核酸采样,靠谱吗?
过去两年,多家研发团队研发了能让医护人员远程操纵机械臂完成核酸采样的系统。不过相比于“直接上手”,这些操作存在一个难点——很难掌握下手的轻重。
▲中国工程院院士钟南山团队与中国科学院沈阳自动化研究所联合发起的新型智能化咽拭子采样机器人系统
毕竟不是医护人员自己的手,医护人员只能凭丰富的经验去想象应该把控多大的力度,来操控机器捅受检人员的鼻子、嗓子眼。
但假如能让机器人把触觉同步反馈给医护人员,那问题是不是就迎刃而解了?
1月14日,一项由香港城市大学、大连理工大学、清华大学、中国电子科技大学学者合作的研究成果登上国际学术顶刊 。论文中的机器人VR系统项目,解决的即是上述难题。
研究团队开发了一种灵活的电子皮肤贴片,它可以作为无线人机交互系统,应用于机器人VR。只要贴上这个“魔法贴”,人类就能跟机器共享触觉。
该贴片既可以小到无感,也可以大成一件上衣,通过震动力度和频率来反馈触觉。当使用者戴上VR设备,他就能远程控制机器人,去完成宛如亲临现场的精细动作。
▲电子皮肤在智能机器人VR中的测核酸应用演示
以前市面上的多数VR沉浸式游戏,要增加触觉体验,往往需要用户装上外骨骼控制等笨重、庞大的触觉感知硬件设备。而新型电子皮肤有望使用户更轻便地在虚拟世界拥有真实的触觉感受。
机器人VR触觉反馈如何实现?研究解决了怎样的难点?未来又会有哪些新应用?
近日,智东西独家专访这篇论文的通讯作者、香港城市大学生物医学工程博士生导师于欣格,了解这项研究的幕后故事,并对其技术原理及应用前景有了更深入的认知。
一、医护人员远程控制,机器人帮你测核酸
机器人VR项目的起步,还要从2020年初席卷全球的新冠肺炎疫情说起。
当时,新冠肺炎疫情确诊病例不断上升、医护人员医疗资源短缺、核酸采样效率较低、医护人员的感染风险很大。这使得于欣格开始思考,能否开发一个远程非接触式控制采样机器人?
核酸采样机器人的好处很多,包括降低医疗成本、缓解感染风险等,钟南山团队、清华大学计算机系教授孙富春团队、南丹麦大学研究人员等都研发了智能化的核酸采样机器人系统。
▲2021服贸会上展出的全自动鼻咽拭子采样机器人(图片来源为环球时报)
但这些利用遥控手柄控制的机器人,对医护人员的操作准确度有很高要求。
于欣格团队观察发现,手术过程中,医生需通过屏幕判断手术进程,去想象有多大的反馈力度,这往往需要临床经验丰富的医生才能把控。
那么,能否在医生和机器人之间共享触觉,让机器人能将现场的触觉反馈同步给远程的医护人员呢?
将电子皮肤作为无线人机系统应用到机器人VR中的研究项目由此启动。
研究人员提出了一个设想,只要“贴上”智能电子皮肤,医生远程操控机器人时,就可以通过视觉、听觉、触觉全方位感知,近似于零距离感受手术过程,并且这在一定程度上,会降低手术机器人认证医生的标准。
▲电子皮肤在智能机器人虚拟现实中的应用演示
不过要将设想变为现实,还需跨过不少难关。
在机器人VR项目进展中,于欣格团队遇到的最大问题是,机器人和人体的双向反馈环节。这也是项目进展中花费时间最长的环节。
核心难点有两处:一是电子皮肤捕捉到人体动作后,如何将这个动作的指令精准传递给机器人?二是如何将机器人获得的触觉精准反馈给人类?
除此之外,机器人VR研究过程不仅涉及于欣格团队擅长的生物医学工程,还会涉及材料、电路、力学优化、有线反馈通路、软件开发及界面优化等。
因此,他们联合大连理工大学、清华大学和中国电子科技大学的多位优秀人才通力合作,最终在这样庞大的应用工程型项目中取得进展。
二、皮肤还可以变上衣,震动映射触觉反馈
回到研究本身,新型电子皮肤的控制面板整体尺寸为57mm x 39mm x 0.8mm。
研究人员在电子皮肤中采用了多层堆叠布局,其中一层肤色弹性硅(聚二甲基硅氧烷,PDMS)可用作皮肤的软黏合剂,由聚酰亚胺(PI)互连一系列芯片和传感器,包括电阻器、电容器、蓝牙模块、微控制器单元(MCU)、电桥和研究人员自主开发的软传感器、执行器。
▲CL-HMI电子皮肤的组成结构
电子皮肤中的设计均根据完善的力学设计规则成丝状蛇形结构,从而使整个系统具有可拉伸性。另一层肤色弹性硅(PDMS)用来封装所有功能组件。
▲电子皮肤中的蛇形结构设计
于欣格说:“电子皮肤的最终形态取决于我们想要实现的功能,它可以是一个近乎无感的小贴片,也可以是一副手套、一件上衣或者一件连体衣。”
延伸到机器人VR,论文写道,研究人员佩戴四个电子皮肤集成的贴片来控制一个13自由度的人形机器人香港城市大学于欣格,打造线下版元宇宙!机器人VR助力远程做核酸,登上Science子刊,这个机器人能够完成人类的大部分动作。
通过配备相应传感器,机器人能同步体验来自前臂、上臂、大腿、大腿侧面、腹部的压力。
实验过程中美国藤校留学,还能根据具体应用,自由选择弯曲传感器和触觉致动器的数量,同时佩戴VR设备,同步机器人电子眼获取的视觉信息。
如此一来,机器人VR系统就可以作为在无线操作模式下远程控制机器人的操作平台。
▲手套形状的电子皮肤操纵遥控车模拟实验
关于触觉反馈的实现方式,于欣格说:“我们通过不同的震动强度以及频率来代替触觉。”震动的范围可能是从低频敲击式的震动到类似于手机震动的状态。
在研究过程中,研究人员会为使用者建立映射标准,使用者经过训练和熟悉后能够逐渐适应震动反馈,但目前为止,映射标准会因身体部位、使用者等多种因素而异。于欣格告诉智东西,他们也正在探索实现更真实映射的技术。
三、通过互联网传输,不到50毫秒就可轻松响应
除了触觉感知外,机器人VR系统的无线传输功能同样神奇。
这块电子皮肤上安装了7个弯曲传感器和5个执行器。这些传感器和执行器可以直接连接到电子皮肤中MCU的模拟数字转换器(ADC)和通用型输入/输出(GPI/O)接口,用于多通道传感和驱动。
电子皮肤中包括读取信息的传感器、用于发送信息的无线发射器,以及有助于触觉反馈的小型振动磁铁。
这些传感器以锯齿形方式放置的电线组成,当贴片弯曲时,这些电线被拉得更直,弯曲、放直手臂时可以向机器人传输有关身体运动的数据。
研究人员称,这些传感器可以将人体运动转换为电信号,由MCU进一步处理并通过无线传输到目标机器人。同时,机器人上的压力传感器检测到与外部环境的接触,通过蓝牙模块控制触觉执行器的振动强度,为用户提供触觉反馈。
为了进一步说明电子皮肤实时无线操作的性能,研究人员测量了1-5米距离范围内的电子皮肤循环响应速度,包括信号传感、数据传输、信号接收、制动响应等环节。
研究结果表明,影响电子皮肤无线传输距离的因素有:顶部肤色弹性硅封装层厚度,人体中复杂的生物组织可能吸收电磁辐射等。
在完善机器人VR的触觉反馈方面,于欣格说:“我们现在可以通过调整电子皮肤的位置和结构解决上述问题,同时也会和更专业的通信领域专家合作,融合相关技术,继续探索机器人VR在无线通信传输领域的潜力。”
▲电子皮肤的无线传输距离实验数据
除了蓝牙操作模式外,电子皮肤还支持Wi-Fi和互联网两种无线通信模式。
对于Wi-Fi模式,只要操作区域被同一个Wi-Fi网络覆盖,无线传输范围就可以扩展到数百米。在互联网操作模式下,无线传输距离可以扩展至互联网覆盖的任何地方,其响应时间范围为30.2到47.8毫秒。
四、打造线下版元宇宙,除了听、看还能摸
除了医疗领域,触觉反馈也可以应用到社交、娱乐、假肢传感等方面,进一步提升用户体验。
如果将VR设备、触觉反馈和现有的在线视频软件相结合,从听觉、视觉延伸到触觉,隔着屏幕,用户就能感受到与远方亲友握手、拥抱的实感。
去年爆火的“元宇宙”概念中,人们需在虚拟世界建立一个自己的虚拟化身。而要让这个虚拟化身与人类感同身受,必然离不开触觉技术的进化。
早从2018年,于欣格就长期专注于触觉反馈研究,探索VR、机器人与电子皮肤的结合。此前,其团队研发的皮肤VR进展曾于2019年底发表在国际学术顶刊上。皮肤VR系统就搭载了近场通信技术(NFC),远在千里之外的人通过抚摸和滑动屏幕,就能无线控制皮肤VR的触觉驱动。
在他看来:“机器人VR可以理解为线下版的元宇宙。”
在现实世界中,很多危险系数高、环境极端的任务需要机器人辅助,这就需要触觉反馈和传感一体的闭环人机交互系统。
于欣格谈道,在虚拟世界中控制机器人,用户只需要将指令发送给软件,而在现实世界香港城市大学于欣格,多了指令和硬件的交互环节,控制机器人的难度更高。
机器人VR系统主要针对于人机交互。于欣格也补充说,从机器人精准感知角度来讲,他们的研究团队已经有了相关成果,现在电子皮肤中的震动单元大小成功缩小到将近之前的1/4,单位面积上单元集成度也大幅提升。
在娱乐应用方面,于欣格为我们举了一个例子,《铁甲钢拳》电影中机器人争斗替代了暴力、血腥的搏击运动。在未来,利用机器人VR和皮肤VR控制机器人决斗,也是该领域的潜在应用场景。
▲《铁甲钢拳》中人和机器人同步动作片段
机器人VR还可以用在健康领域的假肢传感。
失去上肢或下肢的特殊人群安装假肢后,往往无法仅通过观察来掌握力度大小,而将电子皮肤安装在他们的截肢末端有望改善这个问题。
于欣格解释说,电子皮肤在控制假肢运动的同时,还可以将物体的硬度、重量等信息反馈到截肢末端的电子皮肤上,使用户能感受到真实的力度、硬度反馈,从而控制力度的大小。
据于欣格透露,他们也正在筹备初创公司,探索机器人VR的落地,目前更偏向医疗应用领域等to B的工业合作伙伴。
结语:人机交互新方式或成机器人应用新风口
闭环人机接口的出现为人体和机器人之间提供了更新的交互方式,使得远程操控机器人的应用场景进一步增加,除此之外,双向反馈也为机器人执行更为复杂的任务提供了可能。远程操控高自由度机器人在远距离操作、假肢控制和医疗应用方面的例子代表了其在不同领域的广泛潜在应用。
开发兼具精确触觉传感和反馈功能的远程操控技术非常重要,于欣格说,他们仍然在探索电子皮肤形态的多样性、触觉反馈的精准度、无线传输的效率……
未来,元宇宙可能是机器人VR系统应用的一个重要领域。但于欣格认为,该项目的研究远远不止于此,皮肤作为人体最大的触觉感官,还有更多的发展潜力,不过这个领域的基本探索时间还很短,基础研究在现阶段仍必不可少。
对于听觉、视觉的感知,我们在日常生活中已经司空见惯,如果触觉感知能进一步普及,是否会使得虚拟世界的真实性越来越高?我们也很期待未来不仅能远程听到、看到,还能真实地感觉到虚拟空间。
香港城市大学和香港中文大学,共启新岁 聚力前行——香港城市大学EMBA中文2023兔年春茗圆满举行
金虎辞岁乘风去,玉兔迎春送福来。2023年新春伊始,香港城市大学EMBA中文课程组&校友会联合举办了兔年春茗晚宴。
阔别三年,我们终于迎来喜相逢,来自各地的校友、同学们在城大相聚一堂,共度新春,可谓可喜可贺,盛况空前。下面请跟随我感受春茗中喜庆欢乐的氛围和久别后的团聚吧!
此次春茗,在城大EMBA中文项目总监乔木女士的主持下进行。
香港城市大学副校长(研究与科技)杨教授、协理副校长(内地事务与创业)罗博士、香港城市大学商学院副院长、EMBA中文课程主任郝教授、学术主任廖教授、汪教授以及窦文教授、马教授、李教授、陈教授、吕教授、俞教授均有出席。
乔女士代表EMBA中文课程组,祝所有城大人,在新的一年里兔飞猛进,大展宏兔,心想事成,阖家幸福!
一直以来,杨教授对EMBA中文课程鼎力支持
罗博士主导的HK Tech 300项目备受EMBA中文校友的关注和支持QS200名校留学,希望新的一年得到更多校友的参与和助力
过去一年多,EMBA中文在郝院长的领导下香港城市大学和香港中文大学,克服重重困难,锐意进取,取得长足进步和发展。郝教授谈及疫情期间的阻碍,动容感谢各位校友、同学们的无条件信任,希望新的一年EMBA中文项目更上一层楼
群星闪耀
此次春茗,汪主席、荣誉主席、执行主席、副主席兼香港区域执委会会长、副主席,还有多位EMBA中文校友会成员到场,星光熠熠。
香港城市大学EMBA(中文)校友会自成立以来,始终遵循母校“敬业乐群”的校训,坚持“联谊、联智、联业”的办会宗旨,加强跨班、跨界、跨校的交流合作,凝聚校友力量,整合资源,成为校友联通彼此的桥梁。近年来,在汪丹主席的带领下,校友会与课程组鱼水情深香港城市大学和香港中文大学,共启新岁 聚力前行——香港城市大学EMBA中文2023兔年春茗圆满举行,互相促进,为400余名EMBA校友营造了一个温暖的大家庭。
抽奖环节,人人有奖,满载而归
春茗拉开兔年序幕赴新春,山河远阔迎新程,道路明辉
2023,让我们扬帆起航,携手向前大展宏兔,笑傲香江
香港城市大学机械工程系,做“顶天立地”的研究——专访2018光华工程科技奖得主吕坚
中新社香港6月8日电 题:做“顶天立地”的研究——专访2018光华工程科技奖得主吕坚
中新社记者 阮晓
“我们要做的是‘顶天立地’的研究,‘顶天’,是指在国际权威杂志发表封面文章,‘立地’,是让这些基础研究很快应用,接地气。”
近日,香港城市大学机械工程讲座教授、2018光华工程科技奖得主吕坚接受中新社记者访问时,这样形容自己的研究工作。
于是,让飞机减重,让汽车更安全,让5G信号穿透手机外壳香港城市大学机械工程系,做“顶天立地”的研究——专访2018光华工程科技奖得主吕坚,让手术中植入的骨板、骨钉自然降解,这些看似毫不相关的课题,在吕坚这里都有了交集——将材料发挥到极致。
以团队最近研发新的电动车吸能盒技术为例,吕坚解释,目前市场上一般电动车的吸能盒,均使用超高强度的钢作为材料,发生激烈碰撞时,极速的减速度将对驾驶员的人身安全造成威胁。然而,“用纳米材料发展的新技术,既减重,吸能更多,减速度也更小。”
去年5月,吕坚的研究成果——全球首创、强度最高的“双相超纳镁合金”材料相关论文在《自然》期刊以封面文章形式发表。这也是中国结构材料领域在《自然》杂志上发表的首篇封面文章。
他领导的研究团队早前成功发现制造超纳材料的新方法,不仅弥补了目前材料应用领域内金属玻璃变形能力差、钛合金抗磨损性能低、镁合金强度低降解快等缺陷,还将材料的整体范围大大拓展。
“以前大部分材料是金属材料或非金材料,而超纳材料让我们在金属材料和非金材料中得到无数种组合,从而带来更多奇特的物理、化学性能,也为制备性能各异的超纳材料打开新的大门。”吕坚说。
今时今日的成果源于多年积累,为打开这扇“新大门”,吕坚其实已在材料科学领域内深耕逾30年。他在表面纳米化科学工程等领域的应用及前景贡献,令他获得2018年中国工程科技领域的最高奖“光华工程科技奖”。
作为国家恢复高考制度后于1978年考入北京大学的“新三届”学生香港城市大学机械工程系,吕坚回忆起年少读书时光QS200名校留学,仍感慨特定的历史时期,造就了当时特殊的学习环境。
“同学们都来自全国各行各业,有的当兵,有的做记者,有的可能本来读文,后又考去学理,但有一点一样,那就是他们对学习的渴望,对来之不易学习机会的珍惜。”
2018年的全国高考正在如火如荼地进行,对于这扇很多莘莘学子视为“人生转折点”的大门,吕坚则认为,做学术应该是终生学习的过程。
“做研究是一个马拉松,考大学只是一个短跑,短跑冠军最后不一定能在马拉松中跑在最前面,关键是看你进了大学之后怎样做。”
他以自己从事的材料科学领域为例解释,包括钢、铁等在内的很多材料几千年前就存在,如何在“废铜烂铁”的基础上做出“黄金白银”,用不一样的冶炼方式、技术发展让它们焕发新生,值得穷尽整个学术生涯去追求探索。(完)