基本信息
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职业迁徙
个人简介
王田苗,近年来主要在医疗外科机器人、仿生机器鱼推进机理与嵌入式技术等方面取得了一些基础研究与科学实验研究成果,在国内外重要期刊和国际会议上发表论文百余篇,其中被SCI、EI收录七十余篇,发明专利十余项,著作三部。荣获国家科技进步二等奖、中国机械工业科学技术进步一等奖、国家电子工业部科技进步一等奖、国家航空部科技进步二等奖、北京市科技进步二等奖和北京市优秀教学成果二等奖等,获得茅以升北京青年科技提名奖以及美国联合技术容闳科技教育奖,入选全国首批 20 名重点资助优秀回国留学人员,并被授予北京高等学校(青年)学科带头人称号和中国航空总公司有突出贡献的青年专家称号, 2005 年荣获国家杰出青年基金,2006 年入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选。
主要成就和贡献:
面向社会发展的战略需求,立足机器人领域的学科发展前沿,以机器人作为研究对象,从跨学科发展角度,开展了先进机器人理论与技术研究,在医疗机器人技术和仿生机器人技术等方面取得了创新性研究成果。
从1995年开始率先在国内开展了脑外科机器人与创伤骨科机器人方面研究,提出一种基于标记点的映射与定位简易方法,解决了在放射室与手术室不同环境下的医学图像空间与机器人空间的映射与变换;根据矩阵扰动理论和统计模型,推导出靶点映射误差与基准点定位误差的数量关系,研究了结构类型综合与灵活性,给出一种面向遥操作的波预测双边控制方法与人机交互视频融合实现技术。在此基础上,建立了机器人辅助无框架立体定向脑外科手术系统和双平面导航机器人辅助髓内钉远端锁定系统,并且成功率先在国内进行了临床应用,在北京海军总医院等20家医院成功进行了5000余例(包括远程手术177例)立体定向神经外科临床实验应用,与传统手术相比,手术时间由2小时减少为30分钟,治疗成本由2.5万降低到0.5万,病人平均住院时间由两个月减少到半个月,为患者节约手术达1亿元以上;“远程无框架脑外科机器人系统”获2008年度国家科技进步二等奖。在北京积水潭医院成功进行了26例小腿胫骨手术临床实验应用,X-Ray暴露时间从5-10分钟缩短到2分钟以内。研制的医疗机器人对促进我国高新技术医疗器械装备新兴产业的发展,提高人民健康水平,推动面向我国广大中小城市和农村地区患者实施微创手术的发展具有重要的意义和社会效益。
自1999年起,开展了仿生机器鱼推进机理与嵌入式智能控制研究,通过仿生建模、水动力实验、不同尾鳍形状计算比较,找到了St.=0.2-04之间推力和效率最佳结合点,得到了最佳运动模式,包括相关的尾鳍形状、相位差和尾鳍摆幅等关系;同时提出一种基于稳定性优先的SPC设计方法,设计了不同尺寸和结构仿生机器鱼,2003-2004年进行了大量科学实验研究,包括北京玉渊潭200m实验和北戴河4级风况的3.6公里实验等。实验研究不仅验证了所研究有关仿生模型和推进机理结论的正确性,而且设计的仿生机器鱼速度身长比为1.15和2自由度推进器排水量仅占10%,这两个关键数据结论优于美国MIT1998年研究结果(MIT仿生机器鱼VCUUV速度身长比为0.65,其推进器排水量为23%)。2004年8月在福建东山海域郑和下西洋遗址还参加了中国博物馆水下考古应用实验,率先在国际上开展了仿生机器鱼水下考古观测的海上试验研究。2007年11月机器鱼搭载哈希水质监测仪横穿太湖检测水质,总航程50.79km,平均航速3.7km/h,续航时间13.72h,为太湖的水质诊断提供了第一手数据。
2013年赴国家南极第29次科考,并成功研制基于再生风能驱动的“极地漫游者”机器人;它随国家第29次南极科考队赴中山站进行科学实验,包括探索在寒冷、极风、地磁干扰大、宇宙射线等极端恶劣危险环境条件下,移动机器人利用环保的再生风能/太阳能驱动下长期进行环境监测任务的可能性,为未来我国建立智能机器人化的无人值守科考站奠定基础。近年来,美国、加拿大、日本等十分重视有关机器人南极科考这方面应用技术的研发,但是我国自主研制的“极地漫游者”机器人在南极开展基于风能发电驱动技术、复杂地面适应性的自平衡机构技术、基于视觉、激光与GPS融合的冰盖自主导航等关键技术实验研究,在国际尚属首次。这对我国极地科考与先进机器人技术的发展具有重要意义。
主要成就和贡献:
面向社会发展的战略需求,立足机器人领域的学科发展前沿,以机器人作为研究对象,从跨学科发展角度,开展了先进机器人理论与技术研究,在医疗机器人技术和仿生机器人技术等方面取得了创新性研究成果。
从1995年开始率先在国内开展了脑外科机器人与创伤骨科机器人方面研究,提出一种基于标记点的映射与定位简易方法,解决了在放射室与手术室不同环境下的医学图像空间与机器人空间的映射与变换;根据矩阵扰动理论和统计模型,推导出靶点映射误差与基准点定位误差的数量关系,研究了结构类型综合与灵活性,给出一种面向遥操作的波预测双边控制方法与人机交互视频融合实现技术。在此基础上,建立了机器人辅助无框架立体定向脑外科手术系统和双平面导航机器人辅助髓内钉远端锁定系统,并且成功率先在国内进行了临床应用,在北京海军总医院等20家医院成功进行了5000余例(包括远程手术177例)立体定向神经外科临床实验应用,与传统手术相比,手术时间由2小时减少为30分钟,治疗成本由2.5万降低到0.5万,病人平均住院时间由两个月减少到半个月,为患者节约手术达1亿元以上;“远程无框架脑外科机器人系统”获2008年度国家科技进步二等奖。在北京积水潭医院成功进行了26例小腿胫骨手术临床实验应用,X-Ray暴露时间从5-10分钟缩短到2分钟以内。研制的医疗机器人对促进我国高新技术医疗器械装备新兴产业的发展,提高人民健康水平,推动面向我国广大中小城市和农村地区患者实施微创手术的发展具有重要的意义和社会效益。
自1999年起,开展了仿生机器鱼推进机理与嵌入式智能控制研究,通过仿生建模、水动力实验、不同尾鳍形状计算比较,找到了St.=0.2-04之间推力和效率最佳结合点,得到了最佳运动模式,包括相关的尾鳍形状、相位差和尾鳍摆幅等关系;同时提出一种基于稳定性优先的SPC设计方法,设计了不同尺寸和结构仿生机器鱼,2003-2004年进行了大量科学实验研究,包括北京玉渊潭200m实验和北戴河4级风况的3.6公里实验等。实验研究不仅验证了所研究有关仿生模型和推进机理结论的正确性,而且设计的仿生机器鱼速度身长比为1.15和2自由度推进器排水量仅占10%,这两个关键数据结论优于美国MIT1998年研究结果(MIT仿生机器鱼VCUUV速度身长比为0.65,其推进器排水量为23%)。2004年8月在福建东山海域郑和下西洋遗址还参加了中国博物馆水下考古应用实验,率先在国际上开展了仿生机器鱼水下考古观测的海上试验研究。2007年11月机器鱼搭载哈希水质监测仪横穿太湖检测水质,总航程50.79km,平均航速3.7km/h,续航时间13.72h,为太湖的水质诊断提供了第一手数据。
2013年赴国家南极第29次科考,并成功研制基于再生风能驱动的“极地漫游者”机器人;它随国家第29次南极科考队赴中山站进行科学实验,包括探索在寒冷、极风、地磁干扰大、宇宙射线等极端恶劣危险环境条件下,移动机器人利用环保的再生风能/太阳能驱动下长期进行环境监测任务的可能性,为未来我国建立智能机器人化的无人值守科考站奠定基础。近年来,美国、加拿大、日本等十分重视有关机器人南极科考这方面应用技术的研发,但是我国自主研制的“极地漫游者”机器人在南极开展基于风能发电驱动技术、复杂地面适应性的自平衡机构技术、基于视觉、激光与GPS融合的冰盖自主导航等关键技术实验研究,在国际尚属首次。这对我国极地科考与先进机器人技术的发展具有重要意义。
研究兴趣
论文共 766 篇作者统计合作学者相似作者
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时间
引用量
主题
期刊级别
合作者
合作机构
Chinese Journal of Mechanical Engineeringno. 1 (2024): 1-15
Biomimetic Intelligence and Roboticsno. 2 (2024): 100154
2024 10th International Conference on Control, Automation and Robotics (ICCAR)pp.205-212, (2024)
2023 International Conference on Frontiers of Robotics and Software Engineering (FRSE)pp.296-302, (2023)
APPLIED SCIENCES-BASELno. 9 (2023): 5816-5816
Science China Technological Sciencesno. 8 (2023): 2308-2331
Advanced Intelligent Systemsno. 5 (2023)
SCIENCE CHINA-TECHNOLOGICAL SCIENCESno. 8 (2023): 2308-2331
2023 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO)pp.1-7, (2023)
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