刘作军,男,教授,博士生导师。2005年于南开大学获工学博士学位,研究方向为智能机器人;2003-2004年在新加坡南洋理工大学进行访问学者研究。2013年在美国凯斯西储大学进行访问学者研究。1994年至今任教于河北工业大学,目前为人工智能与数据科学学院控制科学与工程学科博士生导师。
学术成果:长期从事智能机器人、智能康复辅具及相关先进控制算法的研究与应用,是智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心的核心成员。学术兼职有河北省自动化学会常务理事、河北省电工技术学会理事,长期从事自动控制领域的科研教学工作,是我校自动化工程国家级教学团队的核心成员。曾主持国家自然科学基金项目1项,参与国家863计划、国家科技支撑计划等国家级科研项目6项,主持和参与省部级科研项目15项。曾获得省部级奖励2项,发表SCI、EI期刊论文50篇,获得专利15项,出版专著1部,参编国家级规划教材1部。
研究领域:目前假肢膝关节的研究中仍存在着步态识别准确率低、假肢与健肢运动协调性差,以及假肢膝关节本身的非线性和外部环境的随机性等方面的问题。利用安装在假肢上的肌电信号传感器、陀螺仪、加速度计和压力传感器等获取人体的生理信息和运动信息,识别假肢穿戴者不同运动模式和步态相位,从人机共融的角度,按不同步态类型、相位和步速对动力型假肢膝关节的运动进行控制。根据人体下肢运动的重复性和规律性特征,应用先进的信号分析与控制算法,实现对人体行走模式的有效识别与人机协调控制。依托于学校建设的智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心,研究团队取得过多项创新性科研成果,科研实验条件完备,开发有各型智能假肢系统5套,购置和搭建了肌电/运动信息采集系统、下肢运动模拟测试系统及测试平台等3套大型设备,在智能康复辅具领域处于国内领先地位。研究团队近期的主要研究方向包括:
1、人体运动意图识别与智能假肢控制策略研究。结合人体运动学和生理学的机理,研究假肢穿戴者起、坐、蹲、行、上下楼梯、上下坡等多种典型运动意图的识别方法,并实现各种运动之间柔顺的切换控制,达到人机协调的控制效果;
2、假肢穿戴者的跌倒预警与保护控制策略研究。在分析假肢穿戴者在绊倒或滑到情况下各传感器特征标志量的基础上,建立有效的、快速的、高准确度的假肢穿戴者跌倒预警和识别模型,应用人机共融的控制机理,研究可靠的假肢穿戴者平衡恢复和伤害最小保护控制策略;
3、先进假肢控制算法的理论分析与应用。假肢可以视作一种特殊的机器人,可尝试多种先进控制策略的应用研究,例如迭代学习控制、有限状态机控制、专家控制系统等。这些先进算法在假肢上的应用也对算法本身产生了重要的推进作用,具有重要的理论研究价值。
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