南方科技大学生物医学工程系脑-机器人康复技术实验室年度成果盘点

时光荏苒，2023年岁末已至。在这一年，南方科技大学脑-机器人康复技术实验室课题组踔厉奋发、笃行不怠，取得了新的成绩：获批5项省部级以上科研项目（国家级3项）、发表学术论文13篇（其中SCI 9篇，Top刊4篇）、累计申请授权专利8项（授权3项）、多名研究生本科生以及PI获得省级和学校重要奖励。

研究项目

课题组聚焦脑机接口、康复技术等方面领域的研究，积极申报各类纵向课题，先后获批广东省基础与应用基础研究基金自然科学基金杰出青年项目、科技部国家重点研发计划“生物与信息融合（BT与IT融合）”专项项目、广东省自然科学基金面上项目、国家自然科学基金委员会青年科学基金项目、国家自然科学基金委员会国自然面上项目、共5项。

1.国家自然科学基金委员会，面上项目，62273173，“面向生活任务的触觉反馈式肢体协调训练机器人关键技术研究”，2023-01至2026-12，54万元，张明明老师主持

2.科技部，重点研发计划青年科学家项目，YS2023YFF1200115，“任务导向性视触反馈操纵机器人关键技术与康复应用”，2023-11至2026-10，400万元，张明明老师主持

3.广东省基础与应用基础研究基金自然科学基金，杰出青年项目，“任务导向性康复机器人关键技术及应用”，2024-01至2026-12，100万元，张明明老师主持

4.国家自然科学基金委员会，青年科学基金项目，“面向机器人辅助协同康复任务的双上肢连续运动学神经解码技术研究”，2024-01至2026-12，30万元，陈义峰老师主持

5.广东省自然科学基金，面上项目，“双上肢协同运动的脑电编解码与脑机接口技术研究”，2023-12立项，陈义峰老师主持

 

论文发表

团队成员在2023年度脑机接口、康复机器人、触觉交互控制等领域重要期刊发表学术论文13篇。

1.M. Zhang, C. Wang*, C. Zhang, P. Li, L. Liu, “A Unified Switching Control Framework for Continuous Robot-Assisted Training”,IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2023. DOI: 10.1109/TMECH.2023.3330875 (Top刊)

2.W. Zhong, Y. Zhang, P. Fu, W. Xiong, M. Zhang*, “A Spatio-Temporal Graph Convolutional Network for Gesture Recognition from High-Density Electromyography”, IEEE International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice. (Accepted)

3.S. Yang, J. Cheng, J. Shang, C. Hang, J. Qi, L. Zhong, Q. Rao, L. He, C. Liu, L. Ding, M. Zhang, S. Chakrabarty*, X. Jiang*, “Stretchable Surface Electromyography Electrode Array Patch for Tendon Location and Muscle Injury Prevention”, Nature Communications, 2023. 14: 6494.(Top刊)

4.J. Shang, L. Tang, K. Guo, S. Yang, J. Cheng, J. Dou, R. Yang*, M. Zhang*, X. Jiang*, “Electronic Exoneuron based on Liquid Metal for the Quantitative Sensing of the Augmented Somatosensory System”, Microsystems & Nanoengineering, 2023. 9: 112.

5.R. Ma^#, Y. Chen^#, Y. Jiang, M. Zhang*, “A New Compound-limbs Paradigm: Integrating upper-limb swing improves lower-limb stepping intention decoding from EEG”, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 2023. 31: 3823-3834. 

6.H. Liu^#, F. Wu^#, B. Zhong, Y. Zhao, J. Zhang, W. Niu, M. Zhang*, “Close-Range Human Following Control on a Cane-Type Robot with Multi-Camera Fusion”, IEEE Robotics and Automation Letters (RA-L), 2023. 8(10): 6443-6450.(Top刊)

7.C. Zhang, C. Wang, P. Li, Y. Liu, Y. Chen, M. Zhang*, “Robot-Assisted Haptic Rendering for Nail Hammering: A Representative of IADL Tasks”, IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2023. DOI: 10.1109/TASE.2023.3291751.(Top刊)

8.Q. Huang, B. Zhong, N. Elangovan, M. Zhang*, J. Konczak*, “A Robotic Device for Measuring Human Ankle Motion Sense”, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 2023. 31: 2822-2830.

9.B. Zhong^#, M. Shen^#, H. Liu^#, Y. Zhao, Q. Qian, W. Wang, H. Yu*, M. Zhang*, “A Cable-driven Exoskeleton with Personalized Assistance Improves the Gait Metrics of People in Subacute Stroke”, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 2023. 31: 2560-2569. 

10.C. Zhang, C. Wang, Q. Yang, M. Zhang*, “An Optimized Portable Cable-Driven Haptic Robot Enables Free Motion and Hard Contact”, IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 29 May-2 June 2023, p: 12486-12492, London, United Kingdom.

11.C. Gu^#, W. Lin^#, X. He, L. Zhang, M. Zhang*, “IMU-based Mocap System for Rehabilitation Applications: A Systematic Review”, Biomimetic Intelligence and Robotics, 2023. 3(2): 100097.

12.Z. Sun^#, YC. Jiang^#, Y. Li^#, J. Song, M. Zhang*, “Short-term Priming Effects: an EEG Study of Action Observation on Motor Imagery”, IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems, 2023. 15(4): 1765-1772.

13.Q. Miao, Z. Li, K. Chu, Y. Liu, Y. Peng, S. Xie, M. Zhang*, “Performance-based Iterative Learning Control for Task-oriented Rehabilitation: A Pilot Study in Robot-assisted Bilateral Training”, IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems, 2023. 15(4): 2031-2040.

 

发明专利

在这一年度，课题组累计申请和授权专利8项，其中3项专利授权。

Authorized

1.张明明，褚开亚，刘昱东，机器人力控制方法、装置、系统、机器人及存储介质，发明专利号：ZL 202010176492.5，授权公告日：2023年2月7日，中国(发明)

2.张明明，张懿麒，林维聪，一种信号处理系统，发明专利号：ZL201910854297.0，授权公告日：2023年5月12日，中国(发明)

3.张明明，褚开亚，双边协调训练系统和控制方法（US）DOUBLE-SIDED COORDINATION TRAINING SYSTEM AND CONTROL METHOD，申请号：17/790,919，授权号：US11612803B2，授权公告日：2023年3月28日，美国专利

Under reviewed

1.张明明，江一川，大脑血氧响应监测方法、装置、设备和存储介质，202310476389.6，中国，2023年4月26日（发明）

2.张明明，张长齐，抓握训练装置及康复训练系统，202311010979.6，中国，2023年8月11日（发明）

3.张明明，马苪，陈义峰，基于复合肢体运动想象范式的行走意图识别方法、装置、设备及存储介质，202311022547.7，中国，2023年8月14日（发明）

4.张明明，刘浩文，一种助行机器人，202311038830.9，中国，2023年8月16日（发明）

5.张明明，张磊，一种人体运动姿态捕捉方法、系统和存储介质，202311230238.9，中国，2023年9月21日（发明）

 

荣誉及竞赛成果

课题组2023年度分别获得BIROB、M2VIP Best Conference Paper；第九届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛广东赛区省级铜奖，第八届大学生生物医学工程创新设计竞赛二等奖；1名研究生获得优秀研究生；1名研究生获得优秀毕业生、优秀硕士学位论文。课题组负责人张明明老师获得南方科技大学优秀教学奖。