讲师/助理研究员

刘源

职称:副教授

邮箱:ryanliu@tju.edu.cn

研究方向:

地址:天津大学医工院2号楼213室

个人简介

刘源,1989年生,博士生导师,天津大学医科院副院长、智能医学工程教育部工程中心副主任,脑机交互与人机共融海河实验室正高级工程师,天津大学科技创新领军人才,中国生物医学工程学会康复工程分会青年副主任委员、北京神经科学学会神经康复专委会副主任委员、国际会议技术主席、CICC虚拟现实与人机交互专委会常务委员和天津市康复医学会康复工程专业委员会委员。博士毕业于哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室/中德空间机器人联合实验室,主要研究方向为脑机交互机器人,包括脑控机器人(外骨骼、外肢体、假肢手)、脑神经重塑增强、情感交互等,实现脑机交互机器人在助老/助残/助特等方面的科学研究与转化应用。主持国家重点研发课题、国自然面上、青年、先进技术国家项目、国重实验室课题、天津市科技计划项目等各类纵向课题10余项;第一或通讯作者在IEEE ToH、B&B、JNE、IJNS 和ICRA等领域高水平期刊及顶会发表论文30余篇,申请授权发明专利27项,外观专利2项,第一发明人技术转让5项。研制出脑机交互机械外骨骼机器人和手部外肢体机器人,开展多中心临床实验,亮相第五届、第六届、第七届世界智能大会,入围工信部和国家药监局“人工智能医疗器械创新任务”揭榜项目(全国前十),入选《人工智能医疗器械产业发展白皮书》,核心高性能脑-机编解码系统获国家医疗器械注册证,获中国机器人学术年会最佳海报奖,中国创新设计领域顶级奖项“好设计奖”,入选天津市科技局“科技俏津门”优秀作品,研究成果获中央电视台、新华网、人民日报、中国日报、天津电视台、津云等专题报道。指导学生获中国国际大学生创新大赛两项全国金奖、两项天津市金奖,中国研究生机器人创新设计大赛、中国智能医疗器械创新大赛和全国大学生智能技术应用大赛三项全国一等奖。

主要研究方向

脑控机器人(外骨骼、外肢体、假肢手)与脑神经重塑增强,包括肢体运动理解、机械复现、神经接口与交互控制、脑机电一体化集成与神经可塑性训练,感觉与情感交互。


主讲课程:

医用机器人(本科生课程,32学时)

康复医学与工程导论(本科生课程,32学时)

康复医学(研究生课程,32学时)

神经工程学(研究生课程,4学时)


代表性学术成果

期刊论文:

[1] Yuan Liu, Wenjie Wang, Weiguo Xu, Qian Cheng, and Dong Ming*.Quantifying the Generation Process of Multi-Level Tactile Sensations via ERP Component Investigation. International Journal of Neural Systems, 2021.

[2] Yuan Liu, Li Jiang*, Hong Liu Dong Ming. A Straightforward and Miniature Implementation Method of Postural Synergies for Replicating Human Grasp Characteristics Accurately and Intuitively. Bioinspiration & Biomimetics. 2022.

[3] Yuan Liu, Zhuang Wang, Shuaifei Huang, Wenjie Wang, and Dong Ming*. EEG Characteristic Investigation of the Sixth-Finger Motor Imagery and Optimal Channel Selection for Classification. Journal of Neural Engineering. 2022.

[4] Yuan Liu, Qian Cheng, Wenjie Wang, and Dong Ming*. Workspace Volume of Human Bimanual Precision Manipulation Influenced by the Wrist Configuration and Finger Combination. IEEE Transactions on Haptics, 2021.

[5] Yuan Liu, Shuaifei Huang, Zhuang Wang, Fengrui Ji, Dong Ming*. Functional Reorganization after Four-weeks BCI-Controlled Supernumerary Robotic Finger Training: A Pilot Study of Longitudinal Resting-State fMRI. Frontiers in Neuroscience. 2022.

[6] Yuan Liu*, Li Jiang, Hong Liu Dong Ming. A Systematic Analysis of Hand Movement Functionality: Qualitative Classification and Quantitative Investigation of Hand Grasp Behavior. Frontiers in Neurorobotics, 2021.

[7] Yuan Liu, Wenxuan Zhang, Qian Cheng, Dong Ming*. Efficient Reachable Workspace Division under Concurrent Task for Human-Robot Collaboration Systems. Applied Sciences, 2023.

[8] Shiyin Qiu, Wei Guo, Yuan Liu*, Mantian Li. Input channel gain adaptive active disturbance rejection control based on robust adaptive finite‐time parameter estimation. IET Control Theory and Applications, 2023.

[9] Yuan Liu*, Bo Zeng, Li Jiang, Hong Liu, Dong Ming. Quantitative Investigation of Hand Grasp Functionality: Thumb Grasping Behavior Adapting to Different Object Shapes, Sizes and Relative Positions. Applied Bionics and Biomechanics. 2021. (系列一)

[10] Yuan Liu*,  Bo Zeng,  Li Jiang,  Hong Liu,Dong Ming. Quantitative Investigation of Hand Grasp Functionality: Hand Joint Motion Correlation, Independence and Grasping Behavior. Applied Bionics and Biomechanics. 2021.(系列二)

[11] Bo Zeng, Hongwei Liu, Hongzhou Song, Zhe Zhao, Shaowei Fan, Li Jiang, Liu, Yuan*, et al. Design and Slip Prevention Control of a Multisensory Anthropomorphic Prosthetic Hand. Industrial Robot-An International Journal. 2021.

[12]Yuan Liu, Qian Cheng, Wenjie Wang, and Dong Ming*. Shape Characteristics of Workspace for Human Bimanual Precision Manipulation with Wrist and Finger Combination. IEEE Transactions on Haptics. Under Revision

[13] Yuan Liu, Wenxuan Zhang, Qian Cheng, and Dong Ming*. Upper Limb Motion Classification in Full Workspace for Task Position-Driven Human- Like Trajectory Generation. IEEE Transactions on Human-Machine Systems. Under Review

 

会议论文:

[1] Yuan Liu, Li Jiang, Shaowei Fan, Dapeng Yang, Jingdong Zhao, Hong Liu. A novel actuation configuration of robotic hand and the mechanical implementation via postural synergies. IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2017). (机器人领域顶级国际会议)

[2] Yuan Liu, Shuaifei Huang, Zhuang Wang, Fengrui Ji, Dong Ming. A Novel Modular and Wearable Supernumerary Robotic Finger via EEG-EMG control with 4-week Training Assessment. 2021 International Conference on Intelligent Robotics and Applications.

[3] Yuan Liu, Qian Cheng, Wenjie Wang and Dong Ming. Effects of Wrist Configuration and Finger Combination on Translational Range of Bimanual Precision Manipulation. 2021 International Conference on Intelligent Robotics and Applications.

[4] Yuan Liu, Wenxuan Zhang, Bo Zeng, Kuo Zhang*, Qian Cheng, Dong Ming. The Analysis of Concurrent-task Operation Ability: Peripheral-visual-guided Grasp Performance under the Gaze. 2021 International Conference on Intelligent Robotics and Applications.

[5] Yuan Liu, Zhuang Wang, Shuaifei Huang, Jinze Wei, Xiaoqi Li, Dong Ming. EEG Characteristic Investigation of the Sixth-Finger Motor Imagery. 2021 International Conference on Intelligent Robotics and Applications.

 

发明专利:

[1]. 刘源,黄帅飞,王壮,冀逢锐,明东. 一种脑卒中患者穿戴式外肢体手指,发明专利,202011450098.2

[2]. 刘源,张宇剑,冀逢锐,卫金泽,黄帅飞,明东. 高度集成化脑控神经电刺激外骨骼机器人系统及控制方法, 202111487147.4

[3]. 刘源,张宇剑,冀逢锐,卫金泽,黄帅飞,明东. 迭代学习脑控电刺激和智能支撑系统与下肢康复训练方法, 202111487176.0

[4]. 刘源,卫金泽,冀逢锐,明东. 下肢康复用膝关节弹性自锁装置及使用方法,发明专利,202011440622.8

[5]. 刘源,冀逢锐,黄帅飞,王壮,明东. 一种分布式外肢体手指机器人控制系统,发明专利,202011440661.8

[6]. 刘源,王壮,王雯婕,黄帅飞,明东. 一种基于脑肌电协同的外肢体手指的控制方法,发明专利,202011469976.5

[7]. 刘源,王国垚,丘世因,王雯婕,李文浩,程迁,明东. 一种多模态可定制的智能情感触觉刺激发生装置,发明专利,202310159306.0

[8]. 刘源,樊绍巍,杨大鹏,何其佳,程明,姜力. 基于人手运动功能复现的仿人手结构实现方法. 中国,2015.11.24, 201510828414.8

[9]. 姜力, 刘源, 杨大鹏, 陈川, 刘宏. 双通道操作感知虚拟假手训练系统及方法.中国,2014.03.06, 201410079225.0

[10]姜力,刘源,杨大鹏,樊绍巍,黄琦,曾博,刘宏. 人手或假手抓取能力评估系统和评估方法. 中国,2015.11.24, 201510828411.4

[11]姜力,刘源,杨大鹏,樊绍巍,程明,杨斌,刘宏. 基于数据手套和位置跟踪仪的人手运动功能捕捉系统及方法. 中国,2015.11.20, 201510811472.X

[12]姜力,刘源,何其佳,杨大鹏,樊绍巍,程明. 基于人手运动功能分析的手指模块划分方法. 中国,2016.05.20, 201610339812.8

[13]姜力,刘源,何其佳,樊绍巍,程明,杨大鹏. 基关节与指间关节各自独立驱动的仿人手指. 中国,2016.05.20, 201610339839.7

[14]樊绍巍,何其佳,刘源,姜力,杨大鹏,程明. 一种双输入微型一体式差动行星齿轮. 中国,2016.05.20, 201610339811.3

[15]樊绍巍,何其佳,刘源,姜力,杨大鹏,程明. 基于差动行星齿轮的双输入多输出协同装置. 中国,2016.05.20, 201610339800.5


科研项目

1. 2023.12-2026.11,老年运动、认知功能障碍分类分级系统与评测关键技术研发,国家重点研发计划项目“中国老年人常见运动、认知功能障碍评测及个性化干预前沿技术研究”,课题负责人

2. 2023.01-2026.12,脑控手部多肢体康复机器人及全反馈训练与神经可塑性机制研究,国家自然科学基金面上项目,项目负责人

3. 2020.01-2022.12,基于双手协作运动机理的仿人外肢体设计与协同控制研究,国家自然科学基金青年项目,项目负责人

4. 2024.01-2025.12,脑机接口手部多肢体康复机器人与临床应用研究,机械系统与振动全国重点实验室开放课题,项目负责人

5. 2023.01-2025.12,天津大学科技创新领军人才,项目负责人。

6. 2021.12-2023.12,国家级科研项目,项目负责人

7. 2021.09-2024.09,神经调控下肢外骨骼对脑卒中中枢-运动康复效能的临床研究,天津市科技计划项目,合作负责人

8. 2021.09-2024.09,脑控“第六指”纵向康复训练神经可塑性的多模 MRI 研究,天津市科技计划项目,合作负责人

9. 2020.06-2022.06,国家级科研项目,项目负责人

10. 2019.04-2021.3,双手协作运动机理及其在外肢体中的应用,中国博士后科学基金面上资助,项目负责人

11. 2019.01-2020.12,基于脑机接口的灵巧假肢手神经交互关键技术研究,机器人技术与系统国家重点实验室开放基金,项目负责人

12. 2020.01-2021.12.31,人工神经机器人,天津大学北洋学者-青年骨干教师,项目负责人

13. 2021.01-2021.12,全集成-分布式脑控外肢体机器人设计与控制,天津大学自主创新基金,项目负责人

14. 2017.12-2021.05,国家重点研发计划项目“生-机智能交互与生机电一体化机器人技术”,959万元,项目联系人

15. 2011.11-2016.08,国家“973”项目“人体运动功能重建的生机电一体化科学基础”项目课题“操作感知一体化灵巧假肢设计制造与性能评估”,629万元,课题联系人

16. 2015.06-2016.06,国家863计划“空间机器人仿人灵巧腕手一体化系统研究”,30万元,参与。

17. 2017.01-2020.12,国家自然科学基金面上项目“灵巧假肢的多源生机操控及本体感反馈研究”,62万元,参与。


获奖情况

2023年天津大学科技创新领军人才。

2023年中国创新设计领域顶级奖项“好设计奖”。

2023年中国机器人学术年会最佳海报奖。

2023年中国国际大学生创新大赛产业、高教赛道,全国金奖。

2023年中国国际“互联网+”大赛产业、高教赛道,天津市金奖。

2022年全国大学生智能技术应用大赛一等奖/优秀指导教师。

2022年中国智能医疗器械创新大赛一等奖/优秀指导教师奖。

2021年天津大学青年教工示范岗。

2021年医学部优秀共产党员。

2020年医学部公益服务、教书育人、学术科研三项突出贡献奖。

2020年中国研究生机器人创新设计大赛一等奖/优秀指导教师奖。

2019年天津大学北洋学者青年骨干教师。


社会学术兼职

天津体育学院兼职导师

中国生物医学工程学会康复工程分会青年副主任委员

北京神经科学学会神经康复专委会副主任委员

CICC虚拟现实与人机交互专委会常务委员

天津市市场监管科技项目评审专家

天津市药监局职业化专业化医疗器械生产、临床试验检查员

天津市康复医学会康复工程专业委员会委员