个人简介：

刘凯，博士，副教授，2007年获南京航空航天大学机械电子工程专业博士学位，同年留校工作，中国航空学会会员。近年来主持和参与了国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金项目、航空基金项目、产学研企业委托项目、国防预研课题等多项科研项目。在国内外学术期刊发表学术论文50余篇，其中SCI、EI收录的学术论文30余篇。获得授权的国家发明专利10余项。2019年获得江苏省科学技术奖二等奖。

主要研究方向为：

（1）智能医工检测：电阻抗成像、生物阻抗谱、人工智能算法、嵌入式系统；

（2）机器人技术：开放式机器人控制器、气动肌腱驱动仿生机械臂、X86和ARM平台EtherCAT主站设计；

（3）数控技术：嵌入式多轴数控系统、EtherCAT总线运动控制器、M-II 总线数控系统。

 

承担项目：

[1]     国家自然科学基金面上项目，62271251，肺损伤快速病理分析的生物阻抗谱成像方法研究，2023/01-2026/12，主持；

[2]     国际（地区）科研合作伙伴培育基金项目（南航），NG2022002，面向癌症早期筛查的肿瘤细胞精准电阻抗检测方法，2022/01-2023/12，主持；

[3]     国家自然科学基金青年科学基金项目，51405229，人工肌肉群驱动的柔性仿生机械手臂构型与驱动机理研究，2015/01-2017/12，主持；

[4]     江苏省自然科学基金面上项目，BK20151470，仿人体上臂的人工肌肉群构建与控制方法研究，2015/07-2018/06，主持；

[5]     产学研企业委托项目，KFB20460，摆臂数控打磨机控制系统开发，2020/12-2021/06，主持；

[6]     国家自然科学基金面上项目，62071224，肿瘤细胞精准电阻抗检测方法研究，2021/01-2024/12，参与；

[7]     江苏省自然科学基金面上项目，BK20221480，面向癌症早期筛查的肿瘤细胞三维电阻抗成像方法研究，2022/07-2025/06，参与；

[8]     产学研企业委托项目，KFA21305，运动康复训练设备传感与控制系统开发，2021.03/2023/03，参与；

[9]     产学研企业委托项目，面向呼吸机智能控制的电阻抗成像技术研究，2021/09-2024/08，参与；

[10] 南京医科大学附属江宁医院医工融合实验室开放课题，基于电阻抗成像技术的肿瘤组织边界识别方法研究，2021/09-2023/08，参与；

[11] 江苏省重点研发计划社会发展-面上项目，BE2021618，基于电阻抗功能评估神经重症患者早期康复风险识别与治疗的关键技术与推广应用，2021/07-2024/06，参与；

[12] 苏州市科技计划，SKY2021006，基于精准电阻抗成像（EIT）的慢性阻塞性肺疾病综合评价体系的科技示范，2021/07-2024/06，参与；

[13] 产学研企业委托项目，KFB19409，5G通信用光纤、光缆关键技术开发，2019/12-2022/12，主持；

[14] 产学研企业委托项目，1005-KFA18908-02，面向3C产品高效装配的少自由度并联机器人样机研制及其精确控制技术研究，2018.10-2021.10，子项目负责人；

[15] 江苏省自然科学基金面上项目，BK20171416，形状记忆合金驱动软体手指康复机器人运动机理与控制方法研究，2017/07-2020/06，参加；

[16] 江苏省自然科学基金青年基金项目，BK20130796，柔性胸鳍波动推进仿生机器鱼高效游动机制研究，2013/07-2016/06，参加；

[17] 国家自然科学基金面上项目，51075209，面向大血管疏通的新型仿生游动介入机器人研究，2011/01-2013/12，参加；

[18] 国家自然科学基金青年科学项目，51005122，球膜光学微纳牛力检测原理研究，2010/01-2013/12，参加。

 

获奖情况：

2019      江苏省科学技术奖，二等奖，排名3。

 

学术成果：

[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]      刘凯, 程晓璇, 万建芬, 潘化平, 姚佳烽. 基于生物阻抗谱的干细胞发育过程电学特性研究. 分析化学, 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]      张政, 吴阳, 车权齐, 刘凯*, 姚佳烽. 融合拉普拉斯变换下信号稀疏性的电容层析成像图像重建算法. 机械设计与制造工程, 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, 陈奇, 刘凯*, 吴阳, 陈伊宁, 王明昕, 姚佳烽. 气动人工肌肉并联平台模糊PID控制. 机器人, 2021, 43(2): 140-147. (EI)

[12]   姚佳烽, 胡松佩, 杨璐, 吴阳, 韩伟, 刘凯*. 基于生物阻抗谱的舌体肿瘤组织识别方法, 物理学报, 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]   刘凯*, 陈伊宁, 吴阳, 王扬威. 基于RBF神经网络的气动人工肌肉PID位置控制. 华南理工大学学报(自然科学版), 2020, 48(5): 142-148 (EI)

[19]   刘凯, 陈奇, 蔡宝玉, 刘豪志, 王欢. 基于LAN9252的EtherCAT伺服从站设计. 机械与电子, 2020, 38(10): 48-51.

[20]   姚佳烽, 万建芬, 杨璐, 刘凯*, 陈柏, 吴洪涛, 基于生物阻抗谱的细胞电学特性研究. 物理学报，2020. (SCI)

[21]   吴阳, 刘凯*, 陈柏, 王松, 王欢, 李芳, 姚佳烽. 自适应粒子群算法优化径向基函数神经网络用于电阻抗图像重建. 仪器仪表学报, 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, 刘凯*, 朱天明, 李芳, 姚佳烽. 面向生物阻抗测量的双通道反馈电流源设计. 仪器仪表学报, 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]   刘豪志, 刘凯*, 王欢, 孙磊, 朱天明. 基于嵌入式Linux平台EtherCAT主站设计. 机械与电子, 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]   刘凯*, 陈伊宁, 吴阳, 王扬威. 基于RBF神经网络的气动人工肌肉PID位置控制. 华南理工大学学报(自然科学版), 2020, 48(5): 142-148. (EI)

[30]   刘豪志, 刘凯, 王欢, 孙磊, 朱天明. 基于嵌入式Linux平台EtherCAT主站设计. 机械与电子, 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]   刘凯, 王伟华, 张勇, 朱天明. 基于机器视觉的笔芯球珠表面缺陷检测系统研究. 机械制造与自动化, 2019, (4): 156-158.

[33]   朱天明, 刘凯, 刘豪志. 基于改进BING模型和边缘信息的行人检测算法. 机械与电子, 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, 刘凯, 王扬威. 熔融沉积丝截面模型及轮廓偏置算法研究. 机械设计与制造, 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]   许波亮, 刘凯, 赵东标, 肖息, 雷体高. 多机电作动器双余度控制器设计. 机电一体化, 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]   顾宝彤，刘凯，马韬. BP神经网络在气动人工肌肉拉力预测中的应用. 中国测试，2015，41(12): 115-118.

[41]   桑鹏飞，刘凯，赵东标. 熔融沉积成型中的原型翘曲变形分析. 机械设计与研究，2015, 31(3): 118-120.

[42]   任杰青，刘凯，赵东标. 基于预估误差补偿的NURBS曲线插补算法. 机械科学与技术, 2015, 34(8): 1201-1205.

[43]   任杰青，刘凯，赵东标. 基于Muller法的NURBS曲线插补算法. 现代制造工程，2014, (8): 55-59.

[44]   刘凯，陆永华，赵东标. 参数曲线自适应加减速控制方法在弧齿锥齿轮数控加工中的应用. 机械工程学报, 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]   刘凯，赵东标. 弧齿锥齿轮数控加工和齿面接触点求解算法研究. 小型微型计算机系统，2008，29 (3)：572-576.

[47]   刘凯，赵东标. 参数曲线插补自适应加减速控制方法研究. 小型微型计算机系统，2008，29 (4)：769-772.

[48]   刘凯*，赵东标，黄沛建，弧齿锥齿轮数控展成运动轨迹规划方法. 华南理工大学学报（自然科学版），2007，35 (8)：32-37. (EI)

[49]   刘凯，赵东标. 弧齿锥齿轮数控加工主动控制方法研究. 机械科学与技术，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)

 

 

发明专利：

[1]      刘凯, 王欢, 李芳, 吴阳, 王松, 张政, 赵通通, 姚佳烽. 基于可视化电阻抗层析成像技术的压阻式柔性传感器及其制造方法. 202010417191.7, 2020.5.

[2]      刘凯, 吴阳, 陈柏, 王欢, 王松, 陈奇, 姚佳烽. 一种模块化设计便携式人体闭合伤电阻抗成像检测设备, 202010384857.3, 2020.5.

[3]      李芳, 刘凯, 王松, 吴阳, 王欢, 陈奇, 姚佳烽. 具有双通道反馈控制电流源的生物阻抗测量装置和方法, 202010654728.1, 2020.7

[4]      刘凯, 王松, 陈怀瑾, 姚佳烽, 王欢. 一种便携式电阻抗检测系统, 201910393476.9, 2019.5.

[5]      刘凯，王伟华，李芳，朱天明，赵东标，陆永华. 球珠检测分选装置及方法, ZL201810117807.1，2018. 2.

[6]      刘凯, 葛志尚, 李芳, 王扬威, 许嘉琪, 赵东标, 陆永华. 柔性仿人体肩关节机构及运动方法, ZL201610539314.8, 2016.7.

[7]      刘凯，马韬，王扬威，顾宝彤，赵东标，陆永华. 三自由度驱动器及驱动方法, ZL201410453614.5，2015.11.

[8]      刘凯，顾宝彤，王扬威，赵东标，陆永华. 机器人仿生腕关节及其结构优化方法, ZL201410067041.2，2014. 2.

[9]      姚佳烽, 杨璐, 万建芬, 刘凯, 陈柏, 吴洪涛. 一种肿瘤细胞精准电阻抗检测方法, 202010336796.3, 2020.4.

[10]   姚佳烽, 万建芬, 杨璐, 吴镜宇, 洪志扬, 刘凯, 陈柏. 一种便携式检测腰带, 202010311260.6, 2020.4.

[11]   姚佳烽, 王力, 杨璐, 刘凯, 陈柏, 吴洪涛. 一种细胞电阻抗谱测量的微流控芯片, 202010311540.7, 2020.4.

[12]   姚佳烽, 姜祝鹏, 王力, 刘凯, 陈柏, 吴洪涛. 一种便携式扫频电阻抗测量系统及其测量方法, 201910393748.5, 2019.5.

[13]   王扬威, 赵东标, 刘凯, 陆永华. 仿生机器魟鱼及其运动方式, ZL201110428002.7, 2014.2.

[14]   陆永华, 赵东标, 刘凯. 球膜光学微纳牛力检测系统, ZL200910032088.4, 2011.5.

[15]   赵东标, 陆永华, 刘凯, 章永年, 陈盛. 活塞式高精度微位移传感器及其检测方法, ZL200910234013.4, 2011.11.

[16]   赵东标, 陆永华, 刘凯. 一种焊缝自动跟踪方法及装置, ZL201010159059.7, 2013.1.

 

讲授课程：

《机床数控技术》，《机器人》，《数字控制原理与应用》，《制造装备设计》

 

指导研究生情况：

指导硕士研究生22名，毕业15名。

团队信息：

智能医工检测研究室

http://biomeasurement.nuaa.edu.cn

2004.4 - 2007.11

南京航空航天大学   机械电子工程   博士研究生毕业   工学博士学位

2002.9 - 2004.4

南京航空航天大学   机械电子工程   硕士研究生毕业

1998.9 - 2002.6

江苏大学   机械电子工程   大学本科毕业   工学学士学位

2010.5 - 至今

南京航空航天大学   机电学院   副教授

2007.11 - 2010.5

南京航空航天大学   机电学院   讲师

中国航空学会会员

智能医工检测：电阻抗成像、生物阻抗谱、人工智能算法、嵌入式系统

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机器人技术：开放式机器人控制器、气动肌腱驱动仿生机械臂、X86和ARM平台EtherCAT主站设计

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数控技术：嵌入式多轴数控系统、EtherCAT总线运动控制器、M-II 总线数控系统