医疗机器人与智能系统

   

081101-控制理论与控制工程
083100-生物医学工程
081203-计算机应用技术

骨科手术机器人
手术机器人规划与控制
医学影像处理与分析

2011-09--2016-12   哈尔滨工业大学   博士
2009-09--2011-07   哈尔滨工业大学   硕士
2005-09--2009-07   燕山大学   学士

   

2019-12~现在, 中国科学院深圳先进技术研究院, 副研究员、博导
2019-01~2020-01,德国汉堡大学, 访问学者、博士后
2016-12~2018-11,中国科学院深圳先进技术研究院, 助理研究员、博士后

2025-11-01-2030-10-31,广东省医学教育协会数智神经外科专委会, 常务委员
2025-09-18-今,中国计算机学会（CCF）智能机器人专委会, 执行委员
2025-07-11-2027-12-31,中国人工智能学会汇刊《CAAI Transactions on Intelligence Technology》编委会, 第三届青年编委
2025-03-12-2029-12-31,深圳理工大学兼职导师, 特聘副教授（副研究员）
2024-04-18-2029-04-17,中国高科技产业化研究会医工融合产业工作委员会, 第一届青年学组副主任委员
2023-06-29-2028-06-28,深圳大学兼职导师, 专业学位研究生校外导师
2022-08-01-2024-07-31,中国人工智能学会汇刊《CAAI Transactions on Intelligence Technology》, Guest Editor （Special Issue on: AI Technologies and Applications in Medical Robots）

   

（ 1 ） 脊柱线生成方法、脊柱线生成装置及电子设备, 发明专利, 2025, 第 1 作者, 专利号: ZL2025102234897

（ 2 ） 一种自动骨磨削系统, 发明专利, 2025, 第 1 作者, 专利号: ZL202211485584.7

（ 3 ） 一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法、装置及设备, 发明专利, 2024, 第 1 作者, 专利号: ZL202111518581.4

（ 4 ） 一种骨磨削工具, 实用新型, 2023, 第 1 作者, 专利号: CN218792400U

（ 5 ） 一种用于切除脊柱椎板的机器人, 发明授权, 2023, 第 1 作者, 专利号: CN113813005B

（ 6 ） 一种用于辅助脊柱内镜手术的机器人系统, 发明专利, 2023, 第 3 作者, 专利号: CN115568956A

（ 7 ） 一种用于下肢骨折复位手术的规划导航系统, 发明专利, 2022, 第 5 作者, 专利号: CN115546450A

（ 8 ） 基于强化学习的机器人乳腺超声探头的自动调整方法及其系统, 发明专利, 2022, 第 10 作者, 专利号: 202211500873.X

（ 9 ） 一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法、装置及设备, 发明专利, 2022, 第 1 作者, 专利号: CN114358388A

（ 10 ） 一种空间未知运动目标的信息获取方法及系统, 发明专利, 2022, 第 1 作者, 专利号: CN110766716B

（ 11 ） 脊柱椎板磨削深度调节装置及手术机器人, 发明授权, 2022, 第 1 作者, 专利号: CN112494097B

（ 12 ） 一种用于切除脊柱椎板的机器人, 发明专利, 2021, 第 1 作者, 专利号: CN113813005A

（ 13 ） 人体髋关节运动模拟装置及髂骨动脉血管支架疲劳测试装置, 发明专利, 2021, 第 3 作者, 专利号: CN110895894B

（ 14 ） 脊柱椎板磨削深度调节装置及手术机器人, 发明专利, 2021, 第 1 作者, 专利号: CN112494097A

（ 15 ） 脊柱模型生成方法、脊柱模型生成系统及终端, 发明专利, 2019, 第 6 作者, 专利号: CN110246216A

（ 16 ） 一种夹持机构及脊柱椎板磨削手术装置, 专利授权, 2019, 第 8 作者, 专利号: CN110236638A

（ 17 ） 一种夹持机构及脊柱椎板磨削手术装置, 发明专利, 2019, 专利号: CN110236638A

（ 18 ） 一种脊柱椎板磨削机器人, 实用新型, 2019, 第 5 作者, 专利号: CN209122345U

（ 19 ） 一种脊柱椎板磨削机器人, 发明专利, 2019, 第 5 作者, 专利号: CN109925020A

（ 20 ） 手术辅助注册器及手术注册方法, 专利授权, 2019, 第 2 作者, 专利号: CN109692040A

（ 21 ） 基于空间5R机构的可展单元及单自由度环形桁架式可展机构, 发明专利, 2019, 第 1 作者, 专利号: CN109560362A

（ 22 ） 基于剪叉机构的远端中心运动机构, 专利授权, 2019, 第 2 作者, 专利号: CN109512508A

（ 23 ） 六杆机构及由其组成的可展模块、伸展臂、平面展开桁架, 专利授权, 2018, 第 1 作者, 专利号: CN107933959A

（ 24 ） 手动微创脊柱手术导引器, 专利授权, 2016, 第 3 作者, 专利号: CN105997269A

   

（1） From Static Imaging to Dynamic Intelligence in the Diagnosis and Treatment of Spinal Deformities: A Narrative Review, Neurocomputing, 2027, 第 5 作者  通讯作者
（2） Source-Free Domain Adaptation via Multimodal Space-Guided Alignment, Pattern Recognition, 2026, 第 5 作者  通讯作者
（3） Koopman-Operator Based Data-Driven Hysteresis Compensation for Tendon-Sheath-Driven Surgical Continuum Robots, IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics, 2026, 第 4 作者  通讯作者
（4） Hand Gesture-Based Biometric Verification and Identification Using Embedded-STQNet Deep Neural Architecture in Security-Oriented Systems, IEEE Internet of Things Journal, 2026, 第 4 作者  通讯作者
（5） Contactless Respiratory Rate Variability Using Smartphone Acoustics, IEEE Internet of Things Journal, 2026, 第 2 作者  通讯作者
（6） TransTCNet: Transformer-Based Temporal-Contextual Network for Low-Latency Typing Interfaces on Edge Devices, Biomimetics, 2026, 第 5 作者  通讯作者
（7） Intelligent Adolescent Idiopathic Scoliosis Detection Method Based on Three-Dimensional Measurements, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 2025, 第 9 作者  通讯作者
（8） Few-shot medical image segmentation with high-fidelity prototypes, Medical Image Analysis, 2025, 第 3 作者
（9） An Automatic Cutting Plane Planning Method Based on Multi-Objective Optimization for Robot-Assisted Laminectomy Surgery, IEEE Robotics and Automation Letters, 2025, 第 2 作者  通讯作者
（10） Arouse-Net: Enhancing Glioblastoma Segmentation in Multi-Parametric MRI with a Custom 3D Convolutional Neural Network and Attention Mechanism, Mathematics, 2025, 第 2 作者  通讯作者
（11） Transfer force perception skills to robot-assisted laminectomy via imitation learning from human demonstrations, CAAI Transactions on Intelligence Technology, 2024, 第 2 作者  通讯作者
（12） Computational Modeling of Bone Fracture Healing Under Different Initial Conditions and Mechanical Load, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2024, 第 3 作者  通讯作者
（13） A Decision-Making Algorithm for Robotic Breast Ultrasound High-Quality Imaging via Broad Reinforcement Learning from Demonstration, IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS, 2024, 第 6 作者  通讯作者
（14） A Stability and Safety Control Method in Robot-Assisted Decompressive Laminectomy Considering Respiration and Deformation of Spine, IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING, 2023, 第 2 作者
（15） An Automatic Path Planning Method of Pedicle Screw Placement Based on Preoperative CT Images, IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics, 2022, 第 1 作者
（16） Automatic Surgical Field of View Control in Robot-Assisted Nasal Surgery, IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS, 2021, 第 3 作者
（17） 椎板减压手术机器人运动学分析与轨迹规划, Kinematics Analysis and Trajectory Planning of Lamina Decompression Surgical Robot, 机械设计与制造, 2020, 第 4 作者
（18） Cutting Depth Monitoring Based on Milling Force for Robot-Assisted Laminectomy, IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING, 2020, 第 2 作者
（19） Endoscopic Path Planning in Robot-Assisted Endoscopic Nasal Surgery, IEEE ACCESS, 2020, 第 3 作者  通讯作者
（20） Safety Control Method of Robot-Assisted Cataract Surgery with Virtual Fixture and Virtual Force Feedback, JOURNAL OF INTELLIGENT & ROBOTIC SYSTEMS, 2020, 第 4 作者
（21） Real-time measurement and estimation of the 3D geometry and motion parameters for spatially unknown moving targets, AEROSPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2020, 第 3 作者  通讯作者
（22） Coordinated control of a dual-arm robot for surgical instrument sorting tasks, ROBOTICS AND AUTONOMOUS SYSTEMS, 2019, 第 3 作者  通讯作者
（23） Spinal biomechanics modeling and finite element analysis of surgical instrument interaction, COMPUTER ASSISTED SURGERY, 2019, 第 3 作者
（24） Human-Robot Cooperative Control Based on Virtual Fixture in Robot-Assisted Endoscopic Sinus Surgery, APPLIED SCIENCES-BASEL, 2019, 第 5 作者
（25） Model-based spinal deformation compensation in robot-assisted decompressive laminectomy, MECHATRONICS, 2019, 第 3 作者
（26） Design of Large Single-Mobility Surface-Deployable Mechanism Using Irregularly Shaped Triangular Prismoid Modules, JOURNAL OF MECHANICAL DESIGN, 2019, 第 5 作者
（27） Finite element analysis for fatigue behaviour of a self-expanding Nitinol peripheral stent under physiological biomechanical conditions, COMPUTERS IN BIOLOGY AND MEDICINE, 2019, 第 2 作者
（28） Deployment Dynamics of Large Space Antenna and Supporting Arms, IEEE ACCESS, 2019, 第 2 作者  通讯作者
（29） Human–Robot Cooperative Control Based on Virtual Fixture in Robot-Assisted Endoscopic Sinus Surgery, APPLIED SCIENCES, 2019, 第 5 作者
（30） Human trajectory prediction for automatic guided vehicle with recurrent neural network, THE JOURNAL OF ENGINEERING, 2018, 第 3 作者
（31） Multilevel Fuzzy Control Based on Force Information in Robot-assisted Decompressive Laminectomy, ADVANCES IN EXPERIMENTAL MEDICINE AND BIOLOGY, 2018, 第 1 作者
（32） State Recognition of Bone Drilling Based on Acoustic Emission in Pedicle Screw Operation, SENSORS, 2018, 第 3 作者  通讯作者
（33） Automatic Tracking Motion Based on Flexible Forbidden Virtual Fixtures Design in Robot Assisted Nasal Surgery, 8th IEEE Annual International Conference on Cyber Technology in Automation, Control, and Intelligent Systems (IEEE-CYBER), 2018, 第 3 作者
（34） Safety tracking motion control based on forbidden virtual fixtures in robot assisted nasal surgery, IEEE ACCESS, 2018, 第 3 作者  通讯作者
（35） Multilevel Fuzzy Control Based on Force Information in Robot-Assisted Decompressive Laminectomy, INTELLIGENT ORTHOPAEDICS: ARTIFICIAL INTELLIGENCE AND SMART IMAGE-GUIDED TECHNOLOGY FOR ORTHOPAEDICS, 2018, 第 1 作者
（36） Robot-assisted decompressive laminectomy planning based on 3d medical image., IEEE ACCESS, 2018, 第 3 作者
（37） A Practical Calibration Method for Spinal Surgery Robot, 2017 18TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED ROBOTICS (ICAR), 2017, 第 4 作者  通讯作者
（38） Design and Mobility Analysis of Large Deployable Mechanisms Based on Plane-Symmetric Bricard Linkage, JOURNAL OF MECHANICAL DESIGN, 2017, 第 1 作者
（39） A large ring deployable mechanism for space satellite antenna, AEROSPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2016, 第 1 作者
（40） Modeling and analysis of deployment dynamics for a novel ring mechanism, ACTA ASTRONAUTICA, 2016, 第 2 作者  通讯作者
（41） A New Family of Bricard-Derived Deployable Mechanisms, JOURNAL OF MECHANISMS AND ROBOTICS-TRANSACTIONS OF THE ASME, 2016, 第 4 作者
（42） Modeling and analysis of a large deployable antenna structure, ACTA ASTRONAUTICA, 2014, 第 3 作者
（43） Virtual Chain Approach for Mobility Analysis of Multiloop Deployable Mechanisms, JOURNAL OF MECHANICAL DESIGN, 2013, 第 3 作者
（44） Design and optimization of large deployable mechanism constructed by Myard linkages, CEAS SPACE JOURNAL, 2013, 第 1 作者

   

（ 1 ） 动态环境下机器人辅助脊柱手术的状态感知与精准控制研究, 负责人, 地方任务, 2025-07--2028-06
（ 2 ） 基于多模数据融合与静动态平衡预测的机器人辅助脊柱矫形手术方法研究, 负责人, 国家任务, 2025-01--2028-12
（ 3 ） 机器人辅助超声骨刀椎板切除手术动态交互建模与精准控制研究, 负责人, 国家任务, 2024-01--2027-12
（ 4 ） 面向脊柱腰椎管狭窄症的超声骨刀椎板切除手术机器人关键技术研究, 负责人, 地方任务, 2024-01--2026-12
（ 5 ） 辅助脊柱椎板切除手术机器人系统产品研发, 负责人, 国家任务, 2022-11--2025-10
（ 6 ） 全自主扫查超声机器人关键技术研发, 负责人, 地方任务, 2022-11--2025-10
（ 7 ） 智能核酸采样机器人及系统关键技术研发, 负责人, 地方任务, 2022-07--2022-12
（ 8 ） 高等级生物安全实验室智能机器人系统的研制, 参与, 地方任务, 2022-01--2026-12
（ 9 ） 面向动态环境的手术机器人智能感知与精准操控关键技术, 参与, 地方任务, 2021-10--2025-09
（ 10 ） 面向腰椎间盘突出症的椎间孔镜手术机器人经皮穿刺关键技术研究, 负责人, 地方任务, 2021-01--2023-12
（ 11 ） 超声医生手法模拟算法与机器人自主扫描关键技术, 参与, 国家任务, 2021-01--2022-12
（ 12 ） 基2020N312 复杂虚拟显微眼科手术高逼真度视触觉反馈模型研究, 参与, 地方任务, 2020-11--2023-11
（ 13 ） 共享操作脊柱手术机器人关键技术研究, 负责人, 地方任务, 2019-06--2021-02
（ 14 ） 大型空间天线在轨展开过程与航天器本体间的耦合动力学研究, 负责人, 国家任务, 2018-01--2020-12
（ 15 ） 脊柱手术机器人的经验学习与共享操作方法研究, 负责人, 国家任务, 2018-01--2021-12
（ 16 ） 基20170040捕获空间非合作目标的机构和结构系统设计研究, 负责人, 地方任务, 2017-07--2020-07
（ 17 ） 微重力环境下大型空间天线在轨展开过程动力学特性研究, 负责人, 地方任务, 2017-05--2019-05

   

（1）德国汉堡大学

‍‍（2）哈尔滨工业大学

‍‍（3）中国医学科学院北京协和医院

‍‍（4）北京积水潭医院

‍‍（5）深圳大学总医院‍‍‍‍‍‍‍‍

已指导学生

刘高登  硕士研究生  085404-计算机技术  

王浩宇  硕士研究生  085404-计算机技术  

李海洋  硕士研究生  085404-计算机技术  

现指导学生

陈鹏  硕士研究生  085404-计算机技术  

刘博涵  硕士研究生  085404-计算机技术  

刘启岩  硕士研究生  085406-控制工程  

魏嘉怡  硕士研究生  085404-计算机技术  

（1）刘高登，硕士课题：超声骨刀椎板切除手术机器人路径规划与状态感知方法，2025

（2）王浩宇，硕士课题：基于多模数据的青少年脊柱畸形检测方法，2025

（3）余姬洁，硕士课题：椎板切除手术机器人的人机共享控制研究，2021

（4）孟晋，硕士课题：基于图像分割的机器人辅助脊柱手术路径自动规划方法研究，2021

（5）鲁少林，硕士课题：大型空间天线在轨展开动力学与控制方法研究，2019，哈尔滨工业大学优秀毕业研究生

（6）郭佳伟，硕士课题：空间未知运动目标的三维几何与运动参数测量与估计，2019，哈尔滨工业大学（深圳）优秀毕业研究生

（7）管凤青，硕士课题：基于多源信息的机器人辅助脊柱手术状态感知方法研究，2018，哈尔滨工业大学（深圳）优秀毕业研究生

（8）吴啟菡，硕士课题：面向手术器械分拣任务的双臂机器人协同控制方法研究，2018

（9）郑清文，硕士课题：基于虚拟夹具的鼻内镜手术辅助机器人安全控制研究，2018

（10）苏全健，硕士课题：面向椎弓根植钉手术的机器人导航技术研究，2017

（11）马晓航，硕士课题：面向椎板磨削手术的机器人路径规划与安全控制研究，2017