香港中文大学导师歐國威申请攻略

成功上岸的师兄师姐们都说，联系导师是他们上岸过程中至关重要的步骤之一，找到适合自己的导师，与心仪导师取得联系并获得认可非常重要！从本期开始，我们将为大家介绍热门院校的导师，帮助同学们了解导师的研究方向，招收学生情况，帮助大家更好的进行申请定位！ 本期，我们将为大家介绍香港中文大学的导师！

硕博申请 @ 香港中文大学（CUHK）

01 · 导师简介

歐國威教授现任香港中文大学机械与自动化工程系教授,以及创新香港研究联盟多尺度医疗机器人中心的创始联合主任。他分别于1997年和1999年获得香港中文大学机械与自动化工程学士和硕士学位,2007年获得麻省理工学院机械工程博士学位。

歐教授曾在麻省理工学院生物机电组与 Hugh Herr 教授等合作发明了麻省理工学院动力踝足假肢,该发明后来由 iWalk 公司商业化。2016年加入香港中文大学之前,他曾担任直觉外科公司新产品开发部的系统分析经理。

在直觉外科,他参与发明并领导了多个 FDA 批准的达芬奇手术系统,包括单孔手术平台、带腕针驱动器的单孔平台等,这些平台自2012年12月正式推出以来,已有超过10万名患者接受了单切口手术。此外他还是直觉外科的机器人辅助导管系统 ION 早期开发的创始团队成员。

02 · 导师研究概况

歐教授的研究方向主要包括:医疗机器人、仿生机器人、控制系统设计、机电系统开发等。目前主持的项目有:软体机械臂的设计与控制、达芬奇研究套件(dVRK)的控制算法与软件架构开发、疝修复手术的先进机器人器械开发、狭小空间手术的高性能柔性机器人系统设计与控制、欠驱动机器人系统的设计与控制等。

他已发表同行评审期刊和会议论文48篇,获得美国专利17项,欧洲专利3项,另有3项美国专利正在申请中。曾获得多个奖项,包括2007年美国机械工程师学会(ASME)学生机构设计大赛一等奖,2010年直觉外科问题解决奖,2011年直觉外科发明家奖等。

03 · 研究解析

在 IEEE 机器人与自动化汇刊上发表了关于单轮机器人的建模与控制的论文,对提高单轮机器人的机动性做出了贡献。

在 IEEE 机器人和自动化杂志上发表了动力踝足假肢的设计研究,阐述了如何通过串联和并联弹性元件改善假肢性能。该研究为下肢假肢的设计提供了重要参考。

在 IEEE 生物医学工程汇刊上发表了一种用于颅骨手术的手持式铰接钻头的设计与实验验证,可大幅提升手术器械在狭小颅骨空间内的灵活性。

在 IEEE 机器人与自动化快报上发表了欠驱动机械手抓取变形物体的非固定触点操控算法,可显著提高机械手操控柔性物体的能力

04 ·需做哪些申请准备？

申请歐教授的博士生可能需要具备以下条件: 机械、自动化、电子、控制等相关专业硕士学位,有机器人或手术机器人研究经验者优先

掌握常用的机器人建模与控制方法,有 ROS、dVRK 使用经验者优先

熟悉 C++/Python 编程,有软件开发项目经验

英语流利,能用英语做学术交流

在 IROS、ICRA 等知名会议发表过论文,或在 IEEE TRO、IEEE TMech 等机器人领域权威期刊发表过论文者优先

申请时一般需要提交材料包括:个人陈述、推荐信、成绩单、语言成绩、发表论文等。具体要求可查看中大机械系网站。此外与歐教授邮件沟通表达申请意向也很有必要。

05 ·导师近年招收学生情况

根据歐教授实验室网站及其发表论文合作者信息,近年新招收的博士生约为每年1-2名。学生毕业去向以高校教职和业界研发岗位为主。

06 ·研究想法举例

歐教授在医疗机器人和欠驱动机器人系统方面有丰富的研究经验,他领导团队开发了多个 FDA 批准的达芬奇手术系统,又主持了柔性机器人、欠驱动机器人等项目。他发表的论文涉及医疗机器人、动力假肢、机器人控制等课题。

在此基础上,想到一个研究方向,即"面向复杂手术环境的多模态感知与控制的柔性机器人系统"。具体研究内容如下:

手术机器人要在狭小复杂的人体内部工作,对其感知、建模与控制提出了极高要求。目前大多数手术机器人属于刚性机构,柔性程度有限,且缺乏对复杂环境的感知与自适应能力。

本研究拟开发一种全新的柔性手术机器人系统。其创新点包括:

采用软体材料与柔性驱动,结合机器人、机构学、材料学等交叉原理,实现机器人的高柔顺性和多自由度。

融合视觉、力触觉、超声等多模态传感,并研究复杂软组织环境的建模方法,实现机器人对手术环境的全面感知。

研究柔性机器人的生物启发控制策略和人机协同操控方法,实现对含未知因素环境的自适应控制。

搭建软组织操作的试验平台,开展动物实验,评估所开发机器人系统的性能。

本研究的难点在于柔性机器人建模与控制的复杂性,以及医学环境感知的不确定性。但如能突破,将开发出一种全新的、具有革命性的手术机器人系统,在脑外科、心外科等领域具有广阔应用前景和巨大的社会效益。

07 ·师兄师姐有话说

随着人口老龄化和医疗需求的增长,医疗机器人正成为一个蓬勃发展的研究领域。以歐國威教授的研究为基础,可以在以下几个方面进行创新探索:

一是开发更加微型化、智能化的手术机器人。利用先进的微纳制造、柔性驱动、智能感知等技术,研制出可以在血管、神经等微创环境下自主工作的手术机器人,实现超常规的手术操作。

二是将人工智能与手术机器人深度融合。通过机器学习算法分析手术大数据,让机器人从专家医生那里学习手术经验和策略,辅助甚至部分取代医生完成手术决策和操作,提高手术质量,降低医疗成本。

三是面向家庭和社区的康复机器人。利用柔性可穿戴机器人辅助老年人和残障人士进行日常活动,同时嵌入物理治疗师的训练模式,指导患者进行康复锻炼,帮助他们恢复身体机能。

四是生物医学机器人。通过仿生学设计和生物材料,研制类人体组织器官的仿生机器人,用于药物筛选和外科手术训练,加速新药和新术式的开发与应用。