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    医工交叉研究所
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    以中国西部科技创新港内涵建设为契机,20184月,依托智能检测与脑机交互研究所,西安交通大学高端装备研究院医工交叉研究所正式成立。医工交叉是现代医疗与工程思维的交叉、融合与渗透,是在学科边缘和交叉点上的深层次发展和国际前沿的发展方向,也是研究型大学传统工科焕发新活力的途径。研究所瞄准国家战略需求和“中国制造2025”的重大部署,围绕“四个一流”建设,积极开拓前沿交叉学科研究方向,探索面向创新创业的人才培养方法。

    一、研究所师生队伍

    现有教师12人,11人具有博士学位。包括:教授2人,副教授8人,讲师1人,专职科研人员1人;硕士生导师11人,博士生导师7人。

    在读博士研究生15人,硕士研究生60余人。已毕业博士生16人,硕士生200余人。

    所长:邵金友教授

    学术带头人:徐光华教授

    支部书记兼副所长:陶唐飞副教授

    副所长:张庆副教授

    姓名

    职称

    硕导

    博导

    徐光华

    教授

    邵金友

    教授

    陶唐飞

    副教授

    张庆

    副教授

    张四聪

    副教授

     

    侯成刚

    副教授

     

    李晓玲

    副教授

    梁霖

    副教授

    李敏

    副教授

    谢俊

    副教授

     

    刘弹

    讲师

     

    刘飞

    助理研究员

     

     

     

    二、研究方向

    研究所以在重大装备智能诊断与云维护服务、脑机接口技术等方面良好的研究为基础,形成了以数字诊疗和智能诊断为核心的脑机交互与康复交叉学科研究方向,主要包括:脑机接口与调控、人机交互与虚拟现实、智能康复装备、边缘计算与网络化监测、人工智能与云诊断、智能传感与检测

    ?  脑机接口与调控 依托脑机接口技术,拓展生物信号处理、视听觉感知建模等前沿领域,研究新的脑刺激-响应手段,探索无损脑功能神经调控的新途径;针对神经损伤和脑发育障碍等顽疾,研究感觉-运动通路重建和脑功能康复技术,实现脑认知在医疗与工程交叉领域中的突破。

    ?  人机交互与虚拟现实 融合人机交互、虚拟现实、人机工程等学科技术,探索未来不同领域如航空、航海、航天以及军事装备中出现的生理舒适性、心理舒适性、智能交互界面(环境)设计、智慧医疗以及助老助残等问题。

    ? 智能康复装备 研究刚柔一体化、软体等康复器械创新结构设计;依托肌电控制、脑机接口、虚拟现实技术等智能交互控制前沿技术,研究人体运动智能康复装备;针对神经系统疾病所致运动、感觉等功能障碍患者,研究康复装备的辅助评定与康复训练方案,重点关注脑卒中、脑外伤、脊髓损伤、儿童脑瘫的康复。

    ?  边缘计算与网络化监测 面向高端装备网络化监测运维与互联网医疗的共性需求,研究工业与医疗大数据的边缘计算理论与方法,涵盖边缘计算架构、实时业务、应用智能、隐私保护等前沿信息科学;研究网络化监测技术,以智能互联为核心,进军窄带接入、协议适配、多源异构数据融合等应用技术领域。

    ?  人工智能与云诊断 面向工业装备与临床医疗的诊断技术前沿,深入研究认知模型和人工智能的基础理论与医工应用,通过智能算法、云计算、大数据处理和决策模型等新方法的研究,建立人工智能与云诊断架构,在医工交叉精确诊断方面拓展新的途径。

    ? 智能传感与检测 面向医工交叉的信息感知需求,研究涵盖振动、超声、视觉、环境参量的多源信息检测技术,应用传感器网络、窄带物联网等信息传递新技术,发展以运行品质和能效分析为中心的动态检测技术,形成医工交叉的智能传感与检测体系。

    研究所已承担的医工交叉项目包括国家自然科学基金重大项目1项、863计划项目1项、多项自然科学基金面上基金项目以及青年项目,在脑机接口创新范式、脑控轮椅、脑肌多源信息的中风康复机器人等方面取得了突破性成果,相关成果正在西京医院、陕西省第一人民医院试用,形成了独特的医工交叉学科特点和优势。

    研究所已承担的监测诊断项目包括“863”目标导向项目、国家机床重大专项、国家自然科学基金项目、国家中小企业技术创新基金、陕西省工业攻关计划、总装部和横向课题等20余项,所开发的监测诊断和维护系统已广泛应用于石化、电力、钢铁等行业,产生经济效益5千多万元。

    研究所已获教育部科技进步奖二项,陕西省科学技术奖一等奖一项;发明专利三十余项、发表论文百余篇。

    三、研究基地

    ? 数字医学国际联合实验室

    本着优势互补、合作共赢的原则,研究所联合虚拟现实技术、生物感知和反馈训练技术医学治疗应用的世界领先机构—美国虚拟现实医疗中心(VRMC)、创新互联网诊疗数据库及混合现实平台进行虚拟治疗的国家医疗保健器具工程技术研究中心以及眼科临床快速数字诊断处于国内先进水平的西安市第一医院共同创建了数字医学国际联合实验室。联合实验室将在脑机交互与神经调控数字医学领域,重点进行虚拟现实医疗技术、生物感知与反馈调控技术、人工智能辅助诊断技术的深入合作研究,旨在通过国际合作与强强联合,推动我校医工交叉学科的快速发展。

    ?  数字医疗器械与仪器联合研究中心

    数字医疗器械与仪器联合研究中心是陕西省2018年度认定的国际科技合作基地。医工交叉研究所是数字医疗器械与仪器联合研究中心的主要支撑单位之一。

    数字医疗器械与仪器联合研究中心是西安交大联合英国伦敦大学学院、美国犹他和韦恩州立大学、西班牙纳米制造技术研究中心等国际知名团队组建的多学科交叉中心。本中心秉承“学科交叉、强化基础、面向应用”的宗旨,推进生物、医学与制造、仪器的深度交叉,形成生物制造、生物传感、分子诊断和脑机调控四个特色研究方向,引领我国数字医疗器械与仪器的创新发展。

    本中心依托机械制造系统工程国家重点实验室展开研究,得到高端制造装备协同创新中心和增材制造创新中心等国家级平台支撑,形成了拥有长江、杰青、优青、青千等领军人才的研究队伍,从世界名校引进或进修优秀人才8名,在读博士后、博硕士生、联合培养和国际生150名,已毕业联合培养生多名;中心拥有4个专业实验室、2000平米实验场地,生物制造、医学检测、脑肌康复等试验设备超3000万,具备雄厚的医工交叉研究条件与实力。

    近五年团队已主持数字医疗领域国家科研项目30 余项,包括国家重点研发计划、基金重大计划集成和重点、“863”主题、科技部仪器专项项目等,国际联合项目6项,研究成果丰硕。生物制造研究的下颌骨假体获产品注册证,实施世界首例下颌骨个性化手术,获2014年国家技术发明二等奖;生物传感研发高分辨成像、高灵敏度检测、在体刺激系列原型微纳传感器件,被国际权威机构专题报导,他引500余次;分子诊断研究开发的核酸提取、实时荧光定量PCR、全自动核酸检测等诊断仪器在多次禽流感和埃博拉疫情防控中发挥重大作用;脑机接口创新的视觉诱发脑控拼写获基金委脑机接口大赛第一名。研究中获科研经费达4200万,其中国际合作经费近500万。已发表SCI论文200余篇,联合研究论文近40篇,引用超2000次,ESI高引和热点论文多篇;国家授权专利25项;组织6次国际会议,接待海外专家200人次,国际会议特邀报告100余次,强化本联合研究中心建设,增强了国际学术影响力。

    四、承担的教学

    承担的本科生课程:《机械故障诊断学》、《测试技术》、《智能仪器与虚拟仪器设计》、《智能仪器设计课程训练》、《虚拟仪器设计专题实验》、《工程制图》。

    承担研究生课程:《嵌入式系统及其电路的开发设计》、《智能信息处理与识别技术》。

    五、面向创新创业的学生培养模式

    创新是社会进步的灵魂,创业是推进经济社会发展、改善民生的重要途径。医工交叉研究所深知人才培养是高校的重要职能,始终以培养学生实际能力为导向,培养学生创新意识,鼓励学生创业。

    ?  教学模式的创新:研究所承担的研究生课程《智能信息处理与识别技术》采用创新的教学模式及考核方式。针对课程内容进行学生专题分组;教师进行专题辅导,指导小组讨论、完成PPT、编程及应用案例讲座准备;课堂中,学生介绍本专题基础理论、算法编程思路及验证和典型案例的应用情况,教师针对核心问题进行串讲和引导,最后教师进行对应专题科研案例进行点评。通过几届学生的教学效果反馈,这种教学方式可以更好地培养学生的主动参与积极性,提高学生理论总结、语言表达、实际操作等能力。

    ?  鼓励学生参加创新创业大赛:研究所多次组织学生参与知名的创新竞赛、创业大赛,并取得了良好成绩,创新创业大赛的突出表现体现了西安交大学子自主创新的聪明才智和勇于创业的精神风貌,也展现了研究所的科研水平。2018年,在由联想创投集团主办的联想高校AI精英挑战赛全国总决赛中,参赛项目脑控康复机器人勇夺挑战赛全国总冠军。2017年,中国自动化学会和丝绸之路大学联盟组织的丝绸之路机器人创意大赛中,参赛项目渐冻人脑控辅助交互系统脑控下肢外骨骼康复助行机器人基于多段连续结构的手指功能康复训练外骨骼”获得两项亚军、一项季军;在教育部和陕西省人民政府组织的互联网+创新创业大赛中,参赛项目脑控人机交互及康复训练系统获得陕西省银奖;在中国电子学会、教育部学位与研究生教育发展中心组织的中国研究生电子设计竞赛中,参赛项目基于沉浸式虚拟现实的体态反馈康复训练系统获得二等奖。2016年,第十届国际大学生iCAN创新创业大赛中国总决赛,参赛项目睿眼随心-渐冻人脑电辅助交互系统作品获得中国总决赛一等奖。2015年,国家自然科学基金委组办的脑机第二届中国脑-机接口比赛中,参赛项目字符输入获第一名、“机器人控制”获优秀奖。

    更新日期:2019年2月17日

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