個人簡介：

劉凱，博士，副教授，2007年獲ag真人百家家乐平台機械電子工程專業博士學位，同年留校工作，中國航空學會會員。近年來主持和參與了國家自然科學基金項目、江蘇省自然科學基金項目、航空基金項目、産學研企業委托項目、國防預研課題等多項科研項目。在國内外學術期刊發表學術論文50餘篇，其中SCI、EI收錄的學術論文30餘篇。獲得授權的國家發明專利10餘項。2019年獲得江蘇省科學技術獎二等獎。

主要研究方向為：

（1）智能醫工檢測：電阻抗成像、生物阻抗譜、人工智能算法、嵌入式系統；

（2）機器人技術：開放式機器人控制器、氣動肌腱驅動仿生機械臂、X86和ARM平台EtherCAT主站設計；

（3）數控技術：嵌入式多軸數控系統、EtherCAT總線運動控制器、M-II 總線數控系統。

承擔項目：

[1] 國家自然科學基金面上項目，62271251，肺損傷快速病理分析的生物阻抗譜成像方法研究，2023/01-2026/12，主持；

[2] 國際（地區）科研合作夥伴培育基金項目（南航），NG2022002，面向癌症早期篩查的腫瘤細胞精準電阻抗檢測方法，2022/01-2023/12，主持；

[3] 産學研企業委托項目，KFB20460，擺臂數控打磨機控制系統開發，2020/12-2021/06，主持；

[4] 國家自然科學基金面上項目，62071224，腫瘤細胞精準電阻抗檢測方法研究，2021/01-2024/12，參與；

[5] 江蘇省自然科學基金面上項目，BK20221480，面向癌症早期篩查的腫瘤細胞三維電阻抗成像方法研究，2022/07-2025/06，參與；

[6] 産學研企業委托項目，KFA21305，運動康複訓練設備傳感與控制系統開發，2021.03/2023/03，參與；

[7] 産學研企業委托項目，面向呼吸機智能控制的電阻抗成像技術研究，2021/09-2024/08，參與；

[8] 南京醫科大學附屬江甯醫院醫工融合實驗室開放課題，基于電阻抗成像技術的腫瘤組織邊界識别方法研究，2021/09-2023/08，參與；

[9] 江蘇省重點研發計劃社會發展-面上項目，BE2021618，基于電阻抗功能評估神經重症患者早期康複風險識别與治療的關鍵技術與推廣應用，2021/07-2024/06，參與；

[10] 蘇州市科技計劃，SKY2021006，基于精準電阻抗成像（EIT）的慢性阻塞性肺疾病綜合評價體系的科技示範，2021/07-2024/06，參與；

[11] 國家自然科學基金青年科學基金項目，51405229，人工肌肉群驅動的柔性仿生機械手臂構型與驅動機理研究，2015/01-2017/12，主持；

[12] 江蘇省自然科學基金面上項目，BK20151470，仿人體上臂的人工肌肉群構建與控制方法研究，2015/07-2018/06，主持；

[13] 産學研企業委托項目，KFB19409，5G通信用光纖、光纜關鍵技術開發，2019/12-2022/12，主持；

[14] 産學研企業委托項目，1005-KFA18908-02，面向3C産品高效裝配的少自由度并聯機器人樣機研制及其精确控制技術研究，2018.10-2021.10，子項目負責人；

[15] 江蘇省自然科學基金面上項目，BK20171416，形狀記憶合金驅動軟體手指康複機器人運動機理與控制方法研究，2017/07-2020/06，參加；

[16] 江蘇省自然科學基金青年基金項目，BK20130796，柔性胸鳍波動推進仿生機器魚高效遊動機制研究，2013/07-2016/06，參加；

[17] 國家自然科學基金面上項目，51075209，面向大血管疏通的新型仿生遊動介入機器人研究，2011/01-2013/12，參加；

[18] 國家自然科學基金青年科學項目，51005122，球膜光學微納牛力檢測原理研究，2010/01-2013/12，參加。

獲獎情況：

2019 江蘇省科學技術獎，二等獎，排名3。

學術成果：

[1] Kai Liu, Zongjiang Qin, Yang Wu, Bai Chen, Fang Li, Huaping Pan, and Jiafeng Yao*. Fabrication of a Tactile Sensor for Artificial Skin Based on Electrical Impedance Tomography. Biosensors and Bioelectronics: X, 2022. (EI)

[2] 劉凱, 程曉璇, 萬建芬, 潘化平, 姚佳烽. 基于生物阻抗譜的幹細胞發育過程電學特性研究. 分析化學, 2022. (SCI)

[3] Fang Li, Zheng Zhang, Yang Wu, Yining Chen, Kai Liu*, Jiafeng Yao. Improved fuzzy sliding mode control in flexible manipulator actuated by PMAs. Robotica, 2022, 40(8): 2683-2696. (SCI)

[4] Lu Yang, Hongtao Wu, Kai Liu*, Bai Chen, Yunjie Yang, Chengjun Zhu, Jiafeng Yao*. An Image Reconstruction Algorithm for Electrical Impedance Tomography Using Measurement Estimation of Virtual Electrodes. IEEE Sensors Journal, 2022, 22(13): 13012-13022. (SCI)

[5] Ming Ye, Tong Zhou, Xiaocheng Li, Lu Yang, Kai Liu*, Jiafeng Yao*. U2-Net for 3D Electrical Impedance Tomography with Combined Electrodes, IEEE Sensors Journal, 2022. (SCI)

[6] Songpei Hu, Guifeng Gao, Zhiyang Hong, Chang Liu, Kai Liu*, Jiafeng Yao*. An Electrode Array Sensor for Tongue Cancer Detection with Bioelectrical Impedance Spectroscopic Tomography, IEEE Sensors Journal, 2022. (SCI)

[7] 張政, 吳陽, 車權齊, 劉凱*, 姚佳烽. 融合拉普拉斯變換下信号稀疏性的電容層析成像圖像重建算法. 機械設計與制造工程, 2022.

[8] Huan Wang, Kai Liu*, Yang Wu, Song Wang, Zheng Zhang, Fang Li, Jiafeng Yao*. Image Reconstruction for Electrical Impedance Tomography Using Radial Basis Function Neural Network Based on Hybrid Particle Swarm Optimization Algorithm. IEEE Sensors Journal, 2021, 21(2): 1926-1934 (SCI)  

[9] Lu Yang, Hongtao Wu, Kai Liu*, Bai Chen, Jiabin Jia, Jianping Li, Jiafeng Yao*. An accurate position measurement approach for a single particle in a channel using electrical impedance spectroscopy. Measurement, 2021, 170: 108701(SCI)

[10] Yang Wu, Bai Chen*, Kai Liu*, Chengjun Zhu, Huaping Pan, Jiabin Jia, Hongtao Wu, Jiafeng Yao. Shape Reconstruction with Multiphase Conductivity for Electrical Impedance Tomography Using Improved Convolutional Neural Network Method Sensors. IEEE Sensors Journal, 2021, 21(7), 9277-9287 (SCI)  

[11] 李芳, 陳奇, 劉凱*, 吳陽, 陳伊甯, 王明昕, 姚佳烽. 氣動人工肌肉并聯平台模糊PID控制. 機器人, 2021, 43(2): 140-147. (EI)

[12] 姚佳烽, 胡松佩, 楊璐, 吳陽, 韓偉, 劉凱*. 基于生物阻抗譜的舌體腫瘤組織識别方法, 物理學報, 2021, 70(15): 158754. (SCI)

[13] Jianfen Wan, Hongrun Yin, Kai Liu*, Xiaoxiang Guan, Chengjun Zhu, Jiafeng Yao*. A Hybrid Genetic Expression Programming and Genetic Algorithm (GEP-GA) of Auto-modeling Electrical Equivalent Circuit for Particle Structure Measurement with Electrical Impedance Spectroscopy (EIS), IEEE Sensors Journal, 2021. (SCI)

[14] Lu Yang, Hongtao Wu, Kai Liu*, Bai Chen, Wei Han, Jiafeng Yao*. Image Reconstruction Improvement with Optimal Driven-measurement Pattern Selection for Electrical Impedance Tomography, IEEE Sensors Journal, 2021, 21(12), 13530-13539. (SCI)

[15] Jianfen Wan, Lu Yang, Songpei Hu, Kai Liu*, Jiabin Jia, Jiafeng Yao*. Position Calibration Method of a Single Cell Measurement with Electrochemical Impedance Spectroscopy, IEEE Sensors Journal, 2021. (SCI)

[16] Liu Kai, Wu Yang, Wang Song, Wang Huan, Chen Huaijin, Chen Bai, Yao Jiafeng*. Artificial Sensitive Skin for Robotics Based on Electrical Impedance Tomography: A Review. Advanced Intelligent Systems, 2020, 1900161. (SCI)

[17] Liu Kai*, Chen Yining, Wu Yang, Liu Haozhi, Wang Yangwei. Modelling and Composite Control of Pneumatic Muscle Actuator based on Prandtl-Ishlinskii Model. International Journal of Robotics and Automation. 2020, 35(2): 140-147. (SCI)

[18] 劉凱*, 陳伊甯, 吳陽, 王揚威. 基于RBF神經網絡的氣動人工肌肉PID位置控制. 華南理工大學學報(自然科學版), 2020, 48(5): 142-148 (EI)

[19] 劉凱, 陳奇, 蔡寶玉, 劉豪志, 王歡. 基于LAN9252的EtherCAT伺服從站設計. 機械與電子, 2020, 38(10): 48-51.

[20] 姚佳烽, 萬建芬, 楊璐, 劉凱*, 陳柏, 吳洪濤, 基于生物阻抗譜的細胞電學特性研究. 物理學報，2020. (SCI)

[21] 吳陽, 劉凱*, 陳柏, 王松, 王歡, 李芳, 姚佳烽. 自适應粒子群算法優化徑向基函數神經網絡用于電阻抗圖像重建. 儀器儀表學報, 2020. (EI)

[22] Yijia Zhang, Huaijin Chen, Lu Yang, Kai Liu*, Fang Li, Bai Chen, Hongtao Wu, Jiafeng Yao*. A Proportional Genetic Algorithm for Image Reconstruction of Static Electrical Impedance Tomography. IEEE Sensors Journal, 2020, 20(24): 15026-15033. (SCI)

[23]王松, 劉凱*, 朱天明, 李芳, 姚佳烽. 面向生物阻抗測量的雙通道反饋電流源設計. 儀器儀表學報, 2020, 41(10): 204-212 (EI)

[24] Li Wang, Songpei Hu, Kai Liu*, Bai Chen, Hongtao Wu, Jiabin Jia, Jiafeng Yao*. A Hybrid Genetic Algorithm and Levenberg-Marquardt (GA-LM) Method for Cell Suspension Measurement with Electrical Impedance Spectroscopy. Review of Scientific Instruments, 2020, 91(12): 124104. (SCI)

[25] 劉豪志, 劉凱*, 王歡, 孫磊, 朱天明. 基于嵌入式Linux平台EtherCAT主站設計. 機械與電子, 2020, 38(3): 44-47

[26] Liu Kai*, Chen Yining, Xu Jiaqi, Wu Yang, Lu Yonghua, Zhao Dongbiao. Fuzzy Torque Control of the Bionic Flexible Manipulator Actuated by Pneumatic Muscle Actuators. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2019, 32: 79. (SCI)

[27] Liu Kai*, Wu Yang, Zhu Tianming, Chen Yining, Lu Yonghua, Zhao Dongbiao. Improved RBF Network Torque Control in Flexible Manipulator Actuated by PMAs. Robotica, 2019, 37(2): 264-280. (SCI)

[28] Liu Kai*, Wu Yang, Xu Jiaqi, Wang Yangwei, Ge Zhishang, Lu Yonghua. Fuzzy sliding mode control of 3-DOF shoulder joint driven by pneumatic muscle actuators. International Journal of Robotics and Automation, 2019, 34(1): 38-45. (SCI)

[29] 劉凱*, 陳伊甯, 吳陽, 王揚威. 基于RBF神經網絡的氣動人工肌肉PID位置控制. 華南理工大學學報(自然科學版), 2020, 48(5): 142-148. (EI)

[30] 劉豪志, 劉凱, 王歡, 孫磊, 朱天明. 基于嵌入式Linux平台EtherCAT主站設計. 機械與電子, 2020, 38(3): 44-47

[31] Liu Kai*, Chen Yining, Wu Yang, Xu Jiaqi, Wang Yangwei, Ge Zhishang. Rotation Control of a 3-DOF Parallel Mechanism Driven by Pneumatic Muscle Actuators. Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2019, 36(2): 330-338.（EI）

[32] 劉凱, 王偉華, 張勇, 朱天明. 基于機器視覺的筆芯球珠表面缺陷檢測系統研究. 機械制造與自動化, 2019, (4): 156-158.

[33] 朱天明, 劉凱, 劉豪志. 基于改進BING模型和邊緣信息的行人檢測算法. 機械與電子, 2019, 37(6): 59-63.

[34] Liu Kai*, Wu Yang, Ge Zhishang, Wang Yangwei, Xu Jiaqi, Lu Yonghua, Zhao Dongbiao. Adaptive multi-objective optimization of bionic shoulder joint based on particle swarm optimization, Journal of Shanghai Jiaotong University (Science), 2018, 23(4): 550-561. (EI)

[35] 周朕, 劉凱, 王揚威. 熔融沉積絲截面模型及輪廓偏置算法研究. 機械設計與制造, 2018, (11): 60-62.

[36] Liu Kai*, Xu Jiaqi, Ge Zhishang, Wang Yangwei, Zhao Dongbiao, Lu Yonghua. Robust control of 3-DOF parallel robot driven by PMAs based on nominal stiffness model, Advanced Robotics, 2017, 31(10):531-543. (SCI)

[37] Liu Kai*, Ge Zhishang, Xu Jiaqi, Gu Baotong, Wang Yangwei, Zhao Dongbiao, Kinematic Optimization of Bionic Shoulder Driven by Pneumatic Muscle Actuators Based on Particle Swarm Optimization. Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, 2016, 33(3):301-309. (EI)

[38] 許波亮, 劉凱, 趙東标, 肖息, 雷體高. 多機電作動器雙餘度控制器設計. 機電一體化, 2016, (3): 50-52.

[39] Liu Kai*, Ma Tao, Gu Baotong, Wang Yangwei, Zhao Dongbiao, Lu Yonghua, A new method to predict force for pneumatic muscle actuators. Advanced Robotics, 2015, 29(17): 1127-1136. (SCI)

[40] 顧寶彤，劉凱，馬韬. BP神經網絡在氣動人工肌肉拉力預測中的應用. 中國測試，2015，41(12): 115-118.

[41] 桑鵬飛，劉凱，趙東标. 熔融沉積成型中的原型翹曲變形分析. 機械設計與研究，2015, 31(3): 118-120.

[42] 任傑青，劉凱，趙東标. 基于預估誤差補償的NURBS曲線插補算法. 機械科學與技術, 2015, 34(8): 1201-1205.

[43] 任傑青，劉凱，趙東标. 基于Muller法的NURBS曲線插補算法. 現代制造工程，2014, (8): 55-59.

[44] 劉凱，陸永華，趙東标. 參數曲線自适應加減速控制方法在弧齒錐齒輪數控加工中的應用. 機械工程學報, 2009, 45 (12): 198-204. (EI)

[45] Liu Kai*, Zhao Dongbiao, Lu Yonghua. NURBS curve interpolator with adaptive acceleration-deceleration control. Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2008, 25 (4): 241-247. (EI)

[46] 劉凱，趙東标. 弧齒錐齒輪數控加工和齒面接觸點求解算法研究. 小型微型計算機系統，2008，29 (3)：572-576.

[47] 劉凱，趙東标. 參數曲線插補自适應加減速控制方法研究. 小型微型計算機系統，2008，29 (4)：769-772.

[48] 劉凱*，趙東标，黃沛建，弧齒錐齒輪數控展成運動軌迹規劃方法. 華南理工大學學報（自然科學版），2007，35 (8)：32-37. (EI)

[49] 劉凱，趙東标. 弧齒錐齒輪數控加工主動控制方法研究. 機械科學與技術，2007, 26 (8): 973-976.

[50] Liu kai*, Zhao Dongbiao. Algorithms of generation motion and direct interpolation for spiral bevel gear NC machining, Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2007, 24 (3): 257-264. (EI)

發明專利：

[1] 劉凱, 王歡, 李芳, 吳陽, 王松, 張政, 趙通通, 姚佳烽. 基于可視化電阻抗層析成像技術的壓阻式柔性傳感器及其制造方法. 202010417191.7, 2020.5.

[2] 劉凱, 吳陽, 陳柏, 王歡, 王松, 陳奇, 姚佳烽. 一種模塊化設計便攜式人體閉合傷電阻抗成像檢測設備, 202010384857.3, 2020.5.

[3] 李芳, 劉凱, 王松, 吳陽, 王歡, 陳奇, 姚佳烽. 具有雙通道反饋控制電流源的生物阻抗測量裝置和方法, 202010654728.1, 2020.7

[4] 劉凱, 王松, 陳懷瑾, 姚佳烽, 王歡. 一種便攜式電阻抗檢測系統, 201910393476.9, 2019.5.

[5] 劉凱，王偉華，李芳，朱天明，趙東标，陸永華. 球珠檢測分選裝置及方法, ZL201810117807.1，2018. 2.

[6] 劉凱, 葛志尚, 李芳, 王揚威, 許嘉琪, 趙東标, 陸永華. 柔性仿人體肩關節機構及運動方法, ZL201610539314.8, 2016.7.

[7] 劉凱，馬韬，王揚威，顧寶彤，趙東标，陸永華. 三自由度驅動器及驅動方法, ZL201410453614.5，2015.11.

[8] 劉凱，顧寶彤，王揚威，趙東标，陸永華. 機器人仿生腕關節及其結構優化方法, ZL201410067041.2，2014. 2.

[9] 姚佳烽, 楊璐, 萬建芬, 劉凱, 陳柏, 吳洪濤. 一種腫瘤細胞精準電阻抗檢測方法, 202010336796.3, 2020.4.

[10] 姚佳烽, 萬建芬, 楊璐, 吳鏡宇, 洪志揚, 劉凱, 陳柏. 一種便攜式檢測腰帶, 202010311260.6, 2020.4.

[11] 姚佳烽, 王力, 楊璐, 劉凱, 陳柏, 吳洪濤. 一種細胞電阻抗譜測量的微流控芯片, 202010311540.7, 2020.4.

[12] 姚佳烽, 姜祝鵬, 王力, 劉凱, 陳柏, 吳洪濤. 一種便攜式掃頻電阻抗測量系統及其測量方法, 201910393748.5, 2019.5.

[13] 王揚威, 趙東标, 劉凱, 陸永華. 仿生機器魟魚及其運動方式, ZL201110428002.7, 2014.2.

[14] 陸永華, 趙東标, 劉凱. 球膜光學微納牛力檢測系統, ZL200910032088.4, 2011.5.

[15] 趙東标, 陸永華, 劉凱, 章永年, 陳盛. 活塞式高精度微位移傳感器及其檢測方法, ZL200910234013.4, 2011.11.

[16] 趙東标, 陸永華, 劉凱. 一種焊縫自動跟蹤方法及裝置, ZL201010159059.7, 2013.1.

講授課程：

《機床數控技術》，《機器人》，《數字控制原理與應用》，《制造裝備設計》

指導研究生情況：

指導碩士研究生22名，畢業15名。