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王恒 Wang, Heng

职称：副教授
邮箱：wanghengscut@scut.edu.cn
工作单位：吴贤铭智能工程学院
邮政编码：510640
毕业院校：明尼苏达大学，机械工程系
办公室：D1-a505
最后学位：工学博士
办公电话：
导师类别：博士生导师，硕士生导师

个人简介

王恒，博士，华南理工大学吴贤铭智能工程学院副教授，主要从事磁导航医疗机器人技术研究，包括：磁定位和磁驱动技术，微创机器人的体内定位追踪和形状感知，磁控机器人灵巧操控和自主导航，基于人工智能的医疗机器人规划与导航，医疗虚拟现实与人机交互，基于数字孪生的医疗机器人仿真设计工具。现主持国家自然科学基金（青年科学基金）项目、广东省自然科学基金面上项目、广州市基础与应用基础研究项目、企业合作项目等7项科研项目。曾作为骨干完成美国国家科学基金委、明尼苏达大学、Case New Holland公司以及中国科学院资助的多项科研项目。曾获Nature Communications “应用物理与数学”领域最佳50篇论文，2022年国际数字孪生与平行智能会议（DTPI）最佳应用论文奖，美国机械工程师学会（ASME）机械电子技术委员会2020最佳论文奖，2020-2021年度明尼苏达大学博士论文奖学金（Doctoral Dissertation Fellowship）。获得美国专利授权1项，申请7项国家发明专利。在Nature Comm./IEEE TMECH/IEEE Sensors J./MSSP/RAL/ICRA/ACC等知名期刊和会议发表14篇研究论文。

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工作经历

2021年9月至今，华南理工大学，吴贤铭智能工程学院，副教授（特聘研究员）

教育经历

2012年 - 2016年，西安交通大学，能源与动力工程学院，学士
2019年 – 2021年，明尼苏达大学双城分校，电子与计算机工程系，硕士
2016年 – 2021年，明尼苏达大学双城分校，机械工程系，博士

研究领域

磁导航医疗机器人，磁定位和磁驱动技术，微创机器人的体内定位追踪和形状感知，磁控机器人灵巧操控和自主导航，基于人工智能的医疗机器人规划与导航，医疗虚拟现实与人机交互，基于数字孪生的医疗机器人仿真设计工具

科研项目

项目名称：基于软磁体的柔性/胶囊微创医疗机器人六自由度定位系统 团队成员：刘骕骐，文韬，黄海超

项目简介：本项目利用软磁合金磁导率高、矫顽力低的物理性质，将其用作磁定位的敏感元件，旨在开发一种新型医疗机器人体内定位系统。该项目将从传感原理建模、定位灵敏度与工作空间分析和样机研制测试三个方面展开研究，揭示该系统的工作原理并建立此类系统的设计准则，并推动其走向临床测试和应用，以期实现微创医疗机器人的体内反馈控制和自主导航。

项目名称：柔性/胶囊微创医疗机器人新型磁导航系统 团队成员：崔俊豪，韩宇翔

项目简介：本项目拟通过设计软磁体的几何形状来实现其在外界磁场中的各向异性磁化，进而实现其六自由度驱动和操控，以解决现有永磁驱动系统难以提供绕被控磁体磁矩方向力矩的驱动难题。该磁驱动系统可用于柔性/胶囊微创医疗机器人的体内主动驱动，有望实现机器人在复杂腔道内的精准操控和主动导航。该项目将从驱动原理建模分析和驱动控制算法两个方面展开研究，设计开发可实现多模式磁驱动的系统样机并进行驱动性能测试。同时该项目还将实现磁驱动和磁定位系统的集成设计，构建一体化自主磁导航系统。

项目名称：基于虚拟现实技术的医疗操作模拟与仿真训练 团队成员：董澍达，郑佳涛，宋皓宇

项目简介：本项目基于磁/惯性/图像定位技术和磁力触觉反馈技术，开发多种人机交互模式和方法，同时结合图形图像学技术，开发用于医疗操作过程模拟和虚拟仿真训练的虚拟现实模拟器。基于虚拟现实技术的医疗模拟器可以实现沉浸式的技能训练，以期帮助医生更快更好地获取临床操作技能。本项目还将开发通用的磁导航手术仿真平台，用于磁导航系统的参数化设计与优化，以及磁导航机器人手术的全过程模拟和训练。

主讲课程

本科生课程

《工业大数据分析与应用》，2021，2022，2023秋季学期
《机器人理论及技术》，2022春季学期，2023春季学期

研究生课程

《智能制造工程前沿》，2021，2022秋季学期，2023秋季学期
《最优控制与强化学习》，2022春季学期
《现代传感器技术与不确定度理论》，2022秋季学期，2023秋季学期

奖励奖项

[1]“Three-degrees-of-freedom Orientation Manipulation of Small Untethered Robots with a Single Anisotropic Soft Magnet,”获Nature Communications 期刊“应用物理与数学”领域亮点文章（领域最佳50篇），2023
[2] “Identification of Workspace of the Soft-magnet Based Position Tracking System for Medical Robots Using Parallel Experiments”，获2022年国际数字孪生与平行智能会议最佳应用论文奖 (通讯作者)
[3] “Electromagnetic Position Estimation Using Active Current Control and Nonlinear Observer”，获美国机械工程师学会机械电子技术委员会2020年度最佳论文奖（第一作者）
[4] “Electromagnetic Position Estimation Using High-Magnetic-Permeability Materials: Design, Modeling, and Applications”，获明尼苏达大学2020年度博士论文奖学金

代表论文

2024年

[1] S. Dong, H. Wang, “A Compact and Robust 6-DoF Pose Tracking System Using Magnetic-Inertial Sensors and a Single Uniaxial Electromagnetic Coil”, IEEE Sensors Journal, 2024 (JCR Q1, IF 4.3, Early Access)

2023年

[1] H. Wang*, J. Cui, K. Tian, Y. Han, "Three-degrees-of-freedom orientation manipulation of small untethered robots with a single anisotropic soft magnet", Nature Communications, vol 14, no. 1, 7491, Nov. 2023. (Nature Index Journal, JCR Q1, IF 16.6)
[2] H. Wang, S. Dong, Q. Yang, J. Han, Z. He, Y. He, S. Wang, "A virtual ultrasonography simulator for skill training using magnetic-inertial probe tracking," IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, June 2023. (JCR Q1, IF 6.4)
[3] Y. Shen, S. Dong, D. Liu, K. Zhang, H. Wang*, "Active 6-DoF Electromagnetic Pose Tracking Using Orientation Control of the Magnetic Source", IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO), 2023.

2022年

[1] T. Wen, H. Wang*, “Identification of Workspace of the Soft-magnet Based Position Tracking System for Medical Robots Using Parallel Experiments,” IEEE Journal of Radio Frequency Identification (also reported on DTPI 2022), vol 6, pp. 987-992, 2022.
[2] T. Wen, H. Wang, “Identification of Workspace of the Soft-magnet Based Position Tracking System for Medical Robots Using Parallel Experiments,” IEEE Journal of Radio Frequency Identification (also reported on DTPI 2022), 2022. (Early Access)
[3] H. Wang, S. Wang, H. Liu, K. Rhode, Z. G. Hou, R. Rajamani, “3-D Electromagnetic Position Estimation System Using High-Magnetic-Permeability Metal for Transluminal Continuum Medical Robots”, IEEE Robotics and Automation Letters (also reported on ICRA 2022), vol. 7, no. 2, pp. 2581-2588, 2022. (JCR Q2, IF 4.3)
[4] H. Wang, A. Zemouche and R. Rajamani, “Nonlinear Observer for Electromagnetic Position Estimation Using Active Current Control”, Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 167. 108449, 2022 (JCR Q1, IF 8.9)
[5] H. Wang, S. Wang, R. Rajamani, “Electromagnetic Angular Position Sensing Using High-Magnetic-Permeability Materials”, IEEE Sensors Journal, vol. 22, no. 12, pp. 11626-11636, 2022. (JCR Q1, IF 4.3)

2020年

[1] H. Wang and R. Rajamani, “Electromagnetic Position Estimation Using Active Current Control and Nonlinear Observer”, Proceedings of the American Control Conference (ACC), Denver, 2020.

2019年

[1].H. Wang, R. Madson and R. Rajamani, “Electromagnetic Position Measurement System Immune to Ferromagnetic Disturbances”, IEEE Sensors Journal, vol. 19, no. 21, pp. 9662-9671, July 2019. （JCR Q1，IF 4.3）
[2].H. Wang and R. Rajamani, “A Remote Position Sensing Method Based on Passive High Magnetic Permeability Thin Films”, Sensors and Actuators A: Physical, vol. 295, pp. 217-223, 2019. （JCR Q1，IF 4.3）
[3].H. Wang, H. Wang, J. Huang, B. Zhao and L. Quan, “Smooth Point-to-point Trajectory Planning for Industrial Robots with Kinematic Constraints based on High-order Polynomial Curve”, Mechanism and Machine Theory, vol. 139, pp. 284-293, 2019. （JCR Q1，IF 4.9）

2016年

[1].H. Wang, Y. Liu, P. Yang, R. Wu and Y. He, “Parametric Study and Optimization of H-type Finned Tube Heat Exchangers Using Taguchi Method”, Applied Thermal Engineering, vol. 103, pp. 128-138, 2016. （JCR Q1，IF 6.5）

研究专利

[1].王恒, R. Rajamani，R. Madson. “基于电磁铁的位移传感系统”, No. 10837802, 美国专利（已授权），2020