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秦岩丁

2022年12月13日 18:27  点击：[]

基本信息

姓名：秦岩丁

性别：男

所属部门：机器人与信息自动化研究所

行政职务：

职称：教授

学历：博士

所学专业：智能科学与技术

办公电话：

电子邮件：qinyd@nankai.edu.cn

研究方向：医疗与辅助机器人、微纳操作机器人、仿生机器人

个人简介

秦岩丁，教授，博士生导师，入选南开大学“百名青年学科带头人培养计划”，主要研究方向为医疗机器人、微纳操作机器人、仿生机器人，在医疗机器人方向，主持两项国家重点研发计划课题、一项国家自然科学基金项目、一项京津冀基础研究合作专项项目与一项天津市自然科学基金重点项目；在微纳操作机器人与仿生机器人方向，主持两项国家自然科学基金项目，相关研究成果已经成功应用于手术机器人、生物微纳操作机器人、康复机器人等系统。

教育与工作经历：

2022.12~至今： 南开大学，人工智能学院，教授，博士生导师；

2015.12~2022.12： 南开大学，人工智能学院，副教授，博士生导师；

2013.07~2015.12： 南开大学，人工智能学院，讲师，硕士生导师；

2012.05~2013.06： 澳大利亚莫纳什大学(Monash University)，博士后；

2009.09~2010.08： 美国普渡大学(Purdue University)，访问学者；

2001.09~2012.04： 天津大学机械工程学院，工学学士、硕士、博士。


    欢迎保研同学和我联系。


  • 欢迎有兴趣进入课题组攻读硕士/博士研究生、或想提前进入实验室开展科研创新的同学，邮件与我联系。实验室位于南开大学津南校区人工智能学院南楼107室（微纳操作机器人、仿生机器人方向）、人工智能学院北楼5层（医疗机器人方向）、南开大学深圳研究院（医疗机器人方向）。

  • 硕士/博士/博士后计划招收的本科专业（包括但不限于）：机械、自动化、计算机、软件、数学、电信、测控、生物医学工程、精仪等相关专业。


科研项目、成果、获奖、专利

主持的部分科研项目：

  1. 国家自然科学基金面上项目：血管介入手术机器人前引后推协同规划与控制方法研究，2025-2028；

  2. 京津冀基础研究合作专项项目：隔空磁牵引下血管介入手术机器人仿人柔顺自主操控技术研究，2024-2027；

  3. 国家重点研发计划课题：人机协同安全操作和蛇形手术执行臂精准运动控制，2022-2025；

  4. 国家重点研发计划课题：术前手术规划与术中主动导航系统，2019-2022；

  5. 国家自然科学基金面上项目，压电驱动器辅助的细胞精准操作方法研究，2019-2022；

  6. 天津市自然科学基金重点项目，面向颈部血管自主超声检查的机器人技术，2021-2024；

  7. 国家重点研发计划子课题：颅颌面部肿瘤治疗的医学临床验证，2019-2022；

  8. 精密电子制造技术与装备国家重点实验室开放课题，电机-压电陶瓷宏微协同定位平台运动控制，2022-2024；

  9. 国家自然科学基金青年科学基金项目，面向小微器官修复的细胞三维直写组装技术研究，2015-2017；

参与的部分科研项目：

  • 国家重点研发计划项目：核磁兼容脑神经穿刺手术机器人技术与系统，2022-2025；

  • 国家自然科学基金深圳联合基金，面向减小细胞伤害的微纳操作关键技术研究，2019-2022；

  • 国家自然科学基金重点项目，面向细胞局部精准置换的自动纳米操控方法研究，2017-2021；

  • 国家重大科研仪器设备研制专项，面向生命科学的原位显微分析与操作仪，2014-2018；

  • 国家863计划重点项目，机器人模块化单元技术，2012-2014；

  • 天津市自然科学基金重点项目，面向脊髓损伤修复的三维生物打印系统研制，2014-2017。

主要奖励：

  1. 第26届中国国际高新技术成果交易会优秀科研成果创新奖；

  2. 入选南开大学“百名青年学科带头人培养计划”；

  3. 作为主要成员入选深圳市高层次人才团队项目“孔雀团队”；

  4. 主讲课程入选国家级线上一流课程；

  5. 天津市优秀硕士学位论文指导教师；

  6. 华北五省（市、自治区）大学生机器人大赛优秀指导教师；

  7. 挑战杯天津市赛优秀指导教师；

  8. 入选“科创中国”创新创业投资大会（2022）全国百强；

  9. 作为主要成员入选天津市创新人才推进计划重点领域创新团队；

  10. 作为主要成员入选天津市人才发展特殊支持计划高层次创新团队；

指导学生获奖：

  • 2024年：“申昊杯”第六届中国研究生机器人创新设计大赛二等奖、三等奖；

  • 2024年：天津机器人科技创新奖——优秀学术论文奖；

  • 2024年，天津市康复医学会年会优秀论文奖；

  • 2023年：南开大学优秀硕士学位论文；

  • 2023年：IEEE 3M-NANO 2023最佳学生论文提名奖；

  • 2023年：IEEE-RCAR 2023 最佳论文提名奖；

  • 2021年：华北五省（市、自治区）大学生机器人大赛一等奖；

  • 2021年：“挑战杯”天津市赛一等奖；

  • 2020年：IEEE-CYBER2020最佳学生论文奖；

  • 2020年：南开大学“校长杯”创新创业大赛1等奖；

  • 2019年：天津市优秀硕士学位论文；

  • 2019年：3M-NANO2019最佳学生论文奖；

  • 2018年：南开大学优秀毕业生（硕士）；

  • 2016年：南开大学优秀本科毕业设计；

  • 2015年：3M-NANO2015最佳学生论文奖。


撰写论文、专著、教材等

代表性论文：

2025年：

  1. (通讯作者) Chinese knot inspired isotropic linear scanning method for improved imaging performance in AFM, Ultramicroscopy, Vol. 268, Article No. 114081, 2025.

  2. (通讯作者) MR compatible puncture needle for brain stereotactic surgery with FBG force sensing, IEEE Sensors Journal, online.

    2024年：

  3. (通讯作者) Fluoroscopy-free tip shape estimation for flexible endoscope using permanent magnet positioning, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 73, Article No. 4011409, 2024.

  4. (通讯作者) Active neural network control for a wearable upper limb rehabilitation exoskeleton robot driven by pneumatic artificial muscles, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 32, pp. 2589-2597, 2024.

  5. (通讯作者) A differential signal and extended-Kalman-filter-based anti-interference magnetic tracking method for surgical scenes, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 71, No. 11, pp. 15140-15150, 2024.

  6. (通讯作者) Design and control of a miniaturized magnetic-driven deformable capsule robot for targeted drug delivery, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 71, No.8, pp. 9150-9160, 2024.

  7. (通讯作者) An occlusion-free intraoperative active navigation system for orthopedic surgery, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 71, Article No. 4005910, 2024.

  8. (通讯作者) Online occlusion-free optimization scheme for active optical navigation system in robotic orthopedic surgeries, Control Engineering Practice, Vol. 148, Article No. 105948, 2024..

  9. (第一作者) Design, modeling and optimization of a magnetic resonance conditional 3-RRR spherical parallel robot for neurosurgery, IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics, Vol. 6, No. 2, 556-566, 2024.

  10. (第一作者) 气动人工肌肉驱动的上肢康复外骨骼机器人设计与控制，机械工程学报，已录用

  11. (第一作者) 磁控式小型化医疗机器人研究综述与展望，机械工程学报，60(17): 1-21, 2024.

  12. (通讯作者) Subdivision features-guided brain MRI super-resolution via forward and backward propagation, in the proceedings of the 2024 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (IEEE ICASSP), Seoul, Korea, April 14-19, 2024. (CCF-B类，顶会).

  13. (通讯作者) Adaptive compensation tracking control for parallel robots actuated by pneumatic artificial muscles with error constraints, IEEE Transactions on Industrial Informatics, Vol. 20, No. 2, pp. 1585-1595, 2024.

  14. (第一作者) Hysteresis compensation and decoupling control of an XYΘ-type flexure-based mechanism via inverse hysteresis-coupling hybrid modeling, Nanotechnology and Precision Engineering, Vol. 8, Article No. 023001, 2024.

  15. (通讯作者) Design and test of a 2-DOF compliant positioning stage with antagonistic piezoelectric actuation, Machines, Vol. 12, Article No. 420, 2024.

    2023年：

  16. (第一作者) Collaborative preoperative planning for operation-navigation dual-robot orthopedic surgery system, IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, Vol. 21, No. 3, pp. 2949 - 2960, 2024.

  17. (第一作者) Adaptive set-membership filter based discrete sliding mode control for pneumatic artificial muscle systems with hardware experiments, IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, Vol. 21, No. 2, pp. 1682-1694, 2024.

  18. (通讯作者) Optimization scheme for online viewpoint planning of active optical navigation system in orthopedic surgeries, IEEE Transactions on Instrumentation & Measurement, Vol. 72, Article No. 4004413, 2023.

  19. (通讯作者) Real-time optimization-based tracking method for active optical navigation in orthopedic surgeries: an experimental study, IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics, Vol. 5, No. 4, 819-831, 2023.

  20. (第一作者) Design and control of a magnetically-actuated anti-interference microrobot for targeted therapeutic delivery, IEEE Robotics and Automation Letters, Vol. 8, No. 9, 5672-5679, 2023.

  21. (通讯作者) Online viewpoint optimization method for high-accuracy intraoperative optical measurement in orthopedic surgeries: An active navigation approach, Measurement, Vol. 223, Article No. 113648, 2023.

  22. (第一作者) A2OURSR:Adaptive adjustment based real MRI super-resolution via opinion-unaware measurements, Computerized Medical Imaging and Graphics, Vol.107, Article No. 102247, 2023.

  23. (第一作者) Characteristics of statically indeterminate symmetric flexure structures, Nanomanufacturing and Metrology, Vol. 6, Article No. 1, 2023.

    2022年    ：

  24. (第一作者) Direct inverse hysteresis compensation of piezoelectric actuators using adaptive Kalman filter, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 69, No. 9, pp. 9385-9395, 2022.

  25. (第一作者) An hFFNN-LM based real-time and high precision magnet localization method, IEEE Transactions on Instrumentation & Measurements, Vol. 71, Article No. 2509009, 2022.

  26. (第一作者) Simultaneous calibration of the hand-eye, flange-tool and robot-robot relationship in dual-robot collaboration system, Sensors, Vol. 22, No. 5, Article No. 1861, 2022.

  27. (第一作者) Active-model-based hysteresis compensation and tracking control of pneumatic artificial muscle, Sensors, Vol. 22, No. 1, Article No. 364, 2022.

    2021年：

  28. (第一作者) Direct inverse linearization of piezoelectric actuator's initial loading curve and its applications in full-field optical coherence tomography (FF-OCT), Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 146, Article No. 107147, 2021.

  29. (通讯作者) A neuroadaptive control method for pneumatic artificial muscle systems with hardware experiments, Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 146, Article No. 106976, 2021.

  30. (第一作者) 气动人工肌肉驱动的肘关节辅助机器人迟滞补偿，机器人，43(4): 463-472, 2021.

  31. (第一作者) High-bandwidth hysteresis compensation of piezoelectric actuators via multilayer feedforward neural network based inverse hysteresis modeling, Micromachines, Vol. 12, Article No. 1325, 2021.

  32. (通讯作者) Depth-dependent in vivo human skin backscattering spectra extraction from full-field optical coherence tomography, Journal of Biophotonics, 2021.

    2020年及以前：

  33. Closed-form modeling and analysis of an XY flexure-based nano-manipulator, Chinese Journal of Mechanical Engineering, Vol. 31, Article ID 7, 2018.

  34. Modeling and identification of the rate-dependent hysteresis of piezoelectric actuator using modified Prandtl-Ishlinskii model, Micromachines, Vol. 8, No. 114, Article ID 8040114, 2017.

  35. Design and computational optimization of a decoupled 2-DOF monolithic mechanism, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 19, no. 3, pp. 872-881, 2014.

  36. Design and kinematics modeling of a novel 3-DOF monolithic manipulator featuring improved Scott-Russell mechanisms, ASME Journal of Mechanical Design, vol. 135, no. 10, pp. 101004, 2013.

  37. A novel direct inverse modeling approach for hysteresis compensation of piezoelectric actuator in feedforward applications. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Vol. 18, No. 3, pp. 981-989, 2013.

  38. Compliance modeling and analysis of statically indeterminate symmetric flexure structures, Precision Engineering, Vol. 37, No. 2, pp. 415-424, 2013.

  39. Design issues in a decoupled XY stage: static and dynamics modeling, hysteresis compensation, and tracking control, Sensors and Actuators A: Physical, Vol. 194, No. 1, pp. 95-105, 2013.

  40. Design and dynamic modeling of a 2-DOF decoupled flexure-based mechanism. Chinese Journal of Mechanical Engineering, Vol. 25, No. 4, pp. 688-696, 2012.


发明专利：

  1. 一种基于一体式柔性铰链弹簧的串联弹性传动装置，发明专利：201911152159.4

  2. 一种磁控式抗干扰靶向施药胶囊机器人，发明专利：202211417008.9

  3. 一种术像一体的外科手术规划与导航方法，发明专利：202111159000.2

  4. 面向软镜的磁导航系统，发明专利：202111514157.2

  5. 一种手术机器人导航定位系统及测量视角多目标优化方法，发明专利：202110764799.1

  6. 一种外科手术的主动导航系统及其控制方法，发明专利：202110764801.5

  7. 一种压电陶瓷驱动器的迟滞补偿方法、系统及定位设备，发明专利：202110556888.7

  8. 二自由度纳米定位平台，发明专利，201210518329.8；

  9. 平面并联式三自由度精密定位工作台，发明专利：201210509921.1；

  10. 一种基于光学仿真的照明系统设计方法及实验装置，发明专利：201710082423.6。

讲授课程

本科生课程：《设计智能》、《生活中的工业设计》(国家级一流本科课程、天津市一流本科课程)、《自动控制系统仿真及实验》
研究生课程：《工程伦理》、《医疗康复机器人》

社会兼职

学术兼职：

  • Section Editor: Handbook of Wireless Positioning, Springer Nature Switzerland AG. (Magnetic Positioning Section).

  • Guest Editor: Sensors (Special Issue: Recent Advances and Future Trends in Flexible Robots).

  • 青年编委：《机器人》

  • Program Committee Member：IEEE ROBIO、IEEE RCAR、ICIRA；

  • Session Chair：ROBIO、3M-NANO、IEEE RCAR、IEEE CYBER、ICIRA、ICMT等；

  • IEEE会员，中国自动化学会高级会员，中国微米纳米技术学会微纳机器人分会理事，中国医学装备协会耳鼻咽喉专业委员会第三届常务委员、天津市康复医学会第一届帕金森病康复专业委员会常务委员、中国人工智能学会青年工作委员会委员。


学术交流：

  • 受邀报告：首届CCF数字医学学术年会、恰佩克青年科学家论坛、3M-NANO2022、中国微米纳米技术学会第二十三届年会、“医疗机器人技术”专题论坛；


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