——记华南理工大学自动化学院教授、博士生导师李智军
　　
本刊记者  范国轩

　　　　
　　
　　2016年10月24日，2016年度国家杰出青年科学基金项目（以下简称“杰青”）评审结果正式公布，华南理工大学自动化科学与工程学院教授李智军榜上有名，获得国家杰出青年科学基金资助。
　　不同于其他杰青，李智军的丰富学习和科研经历使他具备了多学科背景，让他成功跨越基础理论和实际科学应用之间的鸿沟，并且在其间游刃有余。在他为记者描绘机器人制造的蓝图里，“爱国”“前沿”“跨界”的李智军的形象逐渐分明。
　　
爱国：“中国机器人要赶超日本”
　　
　　在领略过日本、新加坡在机器人制造前沿技术后，李智军立志回国后要“赶超日本”。机械设计出身的他，改行钻研智能控制，成为我国智能机器人领域的领军人物。
　　2002年，已拿到上海交通大学机械电子工程专业博士学位的他，不甘心“闭门造车”式的研究，抱着去开开眼界的目的，2003年去到日本电气通讯大学做博士后研究。
　　“以前在上海交大，这里机器人技术算是做得比较好的，但出去之后我发现，当时，在日本即便是一所小规模的大学里，从包括设备在内的各方面硬件都比国内一流大学里的齐全。”同时，日本是世界上拥有机器人最多的国家，也是机器人技术最发达的国家之一，他们对于人形机器人有着近乎狂热的追逐。在那里，李智军被日本人的动手能力和精益求精的偏执坚持深深震撼，“日本人做事十分精细，并且他们可以10年甚至20年专注一件事，将它做到极致。这一点我们国人都自叹不如。”谈到在日本人最大的感受，李智军谈到，他们就是在不断地实践，用最简洁的、好用的方法解决实际问题，而不追求漂亮花哨的理论变换。不得不承认的是，如果单纯做实际工作，中国人的秉性和习惯和日本人是有差距的。所以，要超过日本人，一定是做多学科的交叉，多领域的融合，这也是李智军一直以来的看法。
　　如果说日本科研的这段经历是从感性上开阔了眼界，那么，后来在新加坡的这段科研经历，则是从理性上开阔了眼界。
　　说起新加坡，李智军说自己开始做非线性控制理论就是从这里开始起步，新加坡大学理论功底上特别扎实，“我当时在新加坡国立大学和南洋理工大学都待过，感到他们的学术氛围非常好。当时国内觉得在SCI发表文章还是件很痛苦的事儿，但他们那儿就像吃饭喝水一样容易，随便写写文章都可以很轻易地在高水平的一流期刊上发表。”这让他羡慕不已。
　　“我常常对学生说，要跟随自己的兴趣与内心，”和许多归国学者一样表示，李智军在国外也可以获得安稳的生活，但是他们的理由是一样的，回国后将拥有无限的可能性。至于怎么选择，人各有志。“但不论人在哪里，都应当为国家科技发展做出自己应用的贡献。”李智军也这样教导自己的学生。
　　2007年，李智军回国时34岁，和他在新加坡的导师相差10岁。那时，导师早已经是IEEE Fellow、长江讲座教授、基金委海外杰青，他是李智军心中的榜样。他暗下决心，自己也要成为和导师一样优秀的科学家。如今的他，除了拿到杰青项目，还担任IEEE人机智能控制协会生机电与仿生机器人系统专委会主席，2016年担任IEEE先进机器人与机电系统大会主席。
　　回想当时，如今他只是淡淡地说，“我的目标明确，就是要设计一条从起点到目标的轨迹，然后实现这个人生轨迹。”李智军用10年的努力，兑现了自己的10年人生规划。
　　至于为何钟情于华南理工大学，李智军解释说这所大学自动化领域有很深的积累和底蕴。苏教授是国际自动化领域知名的科学家，科研视野非常广阔，给了他很多启发和引领。“我虽然在国外学习和交流，但是视野还是很窄，后来跟着苏教授一起工作，视野才越来越开阔，看得更远，知道如果实现自己的人生目标。”
　　
前沿：直击可穿戴康复机器人
　　
　　“科技为民而生”，正如李智军强调的：“机器人研究必须能解决实际问题。”目前，社会人口老龄化和残疾人的服务需求巨大，使得医疗机构面临日渐增大的压力，迫切需要开发适合的医疗康复服务设备，提供诸如四肢康复等服务，发展康复机器人系统成为解决这一问题的最佳选择。
　　李智军介绍说，康复机器人是一种康复工程和机器人技术相结合的产物，其直接服务对象是由于生理衰退引起四肢灵活性和感官功能下降的老年人群以及由各种疾病引起的肢体运动性障碍、感官障碍的残疾人患者。依托国家自然科学基金杰出青年基金资助的“面向人机协作的可穿戴康复机器人基础理论与关键技术”项目，通过开展面向主动康复训练的仿生外骨骼机器人控制研究，探索人机协作机理，实现人机共融。
　　2003年，李智军到日本电气通讯大学做博士后研究，在那里，他第一次接触到外骨骼机器人。这个超前的研究领域让他一见钟情，他深深地被其巨大的发展前景所吸引。李智军表示：“外骨骼机器人是这一领域的研究前沿。对于因脑中风等丧失运动能力的患者来说，可穿戴在身上，替代断肢的运动，可以被视作是残障身体的另外一套骨骼。”
　　开展外骨骼机器人的研究需要生物、机械、电子、数学、康复医疗等跨学科的理论支撑。当时，他没有马上启动项目，而是在理论研究上积淀了7年。2010年，他把外骨骼康复机器人的研究正式提上日程，开始主攻仿生机器人和生机电系统的研究。这一前沿交叉领域，给予了李智军广阔的驰骋空间。他针对被动训练和主动交互助力的可穿戴外骨骼医疗康复机器人，开展了基础理论与关键技术。事实上，外骨骼机器人的研究，需要克服众多难点，其中就包括了机器人的变刚度。
　　“刚度”是使物体产生单位变形所需的外力值，人体运动时肌肉产生的生理信号可换算为“刚度”，进而传递给机器人。然而，相比于机器，人的动作是柔韧性、自由度极高的，这为机器人的动力学建模带来很大的挑战。比如拿鸡蛋，如果机器人不够“温柔”，过于“刚烈”的动作就会把鸡蛋捏碎，李智军研究的可穿戴机器人，将与脑中风病人“人机合一”，带动病人进行康复训练，这就对机器人的安全性和柔韧性提出了更高的要求。
　　经过多年努力，李智军带领团队采用生物信号反馈驱动方式，通过采集人体生理电信号等生物信号实现对康复运动轨迹的操纵，最终研制出一款生物融合式的新型智能可穿戴康复机器人。这款机器人全身上下有22个自由度，是目前国内拥有最多自由度的康复机器人，它针对不同的患者设有多种康复模式，还提供了丰富有趣的虚拟场景和训练游戏，做到以人为中心，实现了人机融合，保障了适应能力和安全性。
　　可以预见的是，如果这种机器人成功投产，将有望改变康复机器人依赖进口的现状，提高我国康复机器人技术水平和市场竞争力，促进我国康复机器人产业化。跨界研究机器人并乐在其中，在常人眼中枯燥辛苦的科研生活，李智军却甘之如饴。对未知的好奇，对机器人的热爱，是激励他走下去的“原动力”。
　　本科学机械出身的李智军，对数学非常敏感，这为他后来从事与数学有关联的非线性控制理论研究提供了条件和基础。当他在新加坡做非线性控制等相关理论研究后，就一直在思考一个问题：做这方面研究的人大部分后来只是单纯做一些计算机仿真验证理论，真正运用到实际系统的非常少，如何将自己所学运用到实际中？
　　“我回国后，主要解决的问题是——非线性控制和机器人控制实践之间的这座桥搭起来了。这样既可以借鉴一些漂亮的智能控制方法和理论，又可以和具体的机器人系统结合起来。”后来他就将非线性控制理论应用到机器人系统中，在机器人上实现了一些非常漂亮的控制方法，效果非常显著。
　　科学界的人士都知道，理论研究和技术应用往往存在一段相当的距离。如何建立了连接理论和应用的一座桥？ 这一问题在他自己看来非常简单，“我写文章写了很多，同时实际系统也做了很多，当我把理论和实践结合起来后，发现这项研究工作的生命力更强了，因为它跨了多个领域。在他看来，自己现在的研究方向看起来很杂，但其实和谐统一、相辅相成。只有相互结合了，机器人研究的这项工作才更有生命力。
　　如今，李智军肩头的任务很重，除了要带出一支高水平教学研究队伍和教学外。在采访中，李智军坦言，目前的科研团队更像是“联邦制”的，看似松散却又紧密连接合作。在培养学生方面，他非常欣赏新加坡导师的一句话，“伟大的老师就是启发学生”，教会他解决问题的方法和思维。
　　
专家简介：
　　李智军，华南理工大学教授、2016年国家杰出青年科学基金获得者、教育部新世纪人才、IEEE高级会员、IEEE人机智能控制协会生机电与仿生机器人系统专委会主席。担任3个IEEE汇刊副主编。主要从事仿生机器人和生机电系统的研究。发表SCI检索论文100余篇，论文SCI他引超过1000次。在Springer和Taylor & Francis Group出版英文学术专著3部，获授权发明专利11件。主持国家、省部级重大重点项目10余项，相关成果获吴文俊人工智能科技进步奖一等奖等省部级奖励4次，IEEE国际学术奖励7次。