机电工程与自动化学院
School of Mechatronic Engineering and Automation

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机电工程与自动化学院吴笑峰教授团队指导本科生在国际权威期刊《Applied Materials Today》上发表论文

2025-02-20

近日,机电工程与自动化学院吴笑峰教授团队指导本科生以JN江南官方为第一署名单位在新材料应用技术领域国际权威期刊《Applied Materials Today》上发表题为“A high-efficient solar collector and converter designed by Ti-based metasurface with broadband NIR absorption and upconversion”的研究性论文,该论文针对现有光电精密传感器在响应波段和转换效率方面的局限性展开研究,首次提出了一种基于钛基纳米复合超表面的宽谱增效策略。22级机械电子工程专业本科生温茂林论文的第一作者,吴笑峰教授和占世平副教授为论文通讯作者。 

  高性能的光电精密传感器在智能检测、机器视觉及工业自动化领域具有重要应用。然而,传统的光电传感器如光电探测器由于自身材料存在特定的带隙结构,导致对占据光信号能量近50%的红外部分无法有效利用,极大限制了传感器的响应带宽和转换效率。对此,研究团队首次提出了一种基于钛基超表面纳米材料的高效近红外光吸收和转换的设计思路基于稀土上转换发光纳米颗粒(UCNPs)和钛金属(Ti)纳米薄膜构建多层超表面材料,利用相邻Ti层形成谐振腔等离子体热点在纳米区域高效束缚并增强入射的近红外光,实现近乎100%的宽谱带近红外光吸收。该复合超表面集成了等离子体完美吸收和稀土上转换发光的特性,可以将传统光电传感器的光响应光谱范围扩展至近红外波段。此外,该超表面纳米材料仍保持着机械强度高、成本低、性能稳定的特点,在高性能宽谱光电传感器、短波红外芯片和工业自动化中具有重要应用价值。



 

该项成果以JN江南官方机电工程与自动化学院为第一署名单位,以广东省工业智能检测技术重点实验室为第二署名单位,主要围绕现有光电精密传感器在响应波段和转换效率方面的局限性展开系统研究,提出了一种新型调控及增效策略。对于机电工程与自动化学院而言,智能感知与自主控制控制科学与工程学科学科方向之一;对于广东省工业智能检测技术重点实验室而言,光电精密传感器与数据传输实验室重点布局的三个主要方向之一。

Applied Materials Today》是Elsevier出版社旗下聚焦新型材料的前沿应用技术的跨学综合性期刊,中科院二区,2024年影响因子7.2。该研究得到了国家自然科学基金(62173135, 62275079)和广东省自然科学基金(2023A1515011130)的支持。

JN江南官方机电工程与自动化学院一直高度重视本科生培养工作,这一成果体现了学院在科教融合、本科生创新教育和项目驱动式教学方面取得的成效。同时,学院良好的学术氛围促进了本科生科技创新能力的培养,也为本科生参与国际前沿科研提供了良好的环境。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S235294072500068X


13日,机电工程与自动化学院在仙溪校区学院楼B1-233举办“机电开讲啦”第10讲,本期讲座由布鲁内尔大学机械与航空航天工程学院副教授、博士生导师王明峰,以及华南理工大学吴贤铭智能工程学院副教授、博士生导师吴凯分别作题为“面向具有挑战性环境的特殊机器人系统”与“智能机器人制造系统与数字孪生技术”的专题讲座,学院副院长陈为林副教授主持,全院60余名师生参加。

     在第一场报告中,王明峰副教授介绍了特殊机器人研究的背景与意义,并呈现了三个极具代表性的案例研究:一是用于现场航空发动机维修的连续体机器人(FLARE),凭借其独特的结构与性能优势,能够在航空发动机这一复杂而狭小的空间内完成维修任务;二是用于核设施退役/维修的六足机器人(RAIN-Hex),具备强大的适应能力和稳定性,可在核辐射等高危环境下工作;三是用于有机农业的激光除草机器人(HyperWeeding),为农业生产的自动化与精准化提供了新的解决方案。通过案例研究,王明峰副教授详细阐述了特殊机器人系统在应对不同挑战性环境时所采用的创新设计理念、关键技术以及实际应用效果,引发了在场师生的浓厚兴趣与热烈讨论。


    随后,吴凯副教授在第二场报告中探讨了如何利用数字孪生技术提升机器人制造系统的智能化水平。吴凯副教授指出,当下制造业发展迅猛,产品更新换代频繁,定制化需求持续攀升,智能化生产制造系统的快速响应能力,成为企业在市场竞争中突围的关键要素,数字孪生技术则是开启智能化进阶之路的关键“密码”。他结合现有的机器人仿真系统,详细介绍了数字孪生技术在机器人复杂工艺生产任务设计中的应用原理与方法,让在场的师生思索如何巧妙地将这些前沿技术融入日常生活并运用数字孪生技术解决实际问题。


王明峰副教授本科和硕士毕业于中南大学,并于20163月获意大利卡西诺大学机械工程专业博士学位,师从国际机构学与机器科学联合会前主席Professor Marco Ceccarelli。他主持并参与了多项英国研究委员会(EPSRC)和创新英国(InnovateUK)资助的重大研究项目,在机械类国际顶级期刊及机构/机器人领域顶级会议发表论文三十余篇,还获得了该领域授权国际专利3项。他同时担任国际机构学与机器科学联合会(IFToMM)、美国电子电气工程师学会(IEEE)、英国机械工程学会(IMechE)会员,以及多个国际期刊的副主编或编辑。

吴凯副教授拥有德国波鸿大学工学博士学位,是德国生产技术协会会员,现任华南理工大学副教授(博士生导师)及智能环卫机器人及装备校企联合实验室主任。他在机器人及智能化制造领域积累了丰富的研究经验,参与并负责多项国家省部级项目及企业合作项目,包括德国科学基金DFG、欧盟区域创新基金EFRE、教育部产学合作育人项目等。目前主要研究方向为机器人系统动力学及运动控制、多模传感融合感知技术、人机共融,涉及机器人化制造、医疗机器人、自主移动机器人等多个领域。

本次机电开讲啦10讲为全院师生提供了一个与顶尖学者交流学习的宝贵机会,两场报告内容丰富、深入浅出,不仅拓宽了师生们的学术视野,也为学院在机器人相关领域的教学与研究提供了新的思路与方向。未来,学院将继续举办此类高质量的学术活动,推动机械工程、控制科学与工程领域的学术创新与发展。

 

稿件来源:机电工程与自动化学院

通讯员:刘修华

1223日,佛山市第二届国际青年人才会议暨JN江南官方第五届国际青年学者会议机电工程与自动化学院分论坛在仙溪校区B1-428隆重召开,本次会议邀请了萨塞克斯大学高级讲师(副教授)梁昆等六位境外青年学者进行学术报告,学校党委委员、副校长卢清华教授,科学研究部副部长何宽芳教授以及机电工程与自动化学院领导班子全体成员等80余名师生参加了会议,会议由学院副院长陈为林副教授主持。

学校党委委员、副校长卢清华教授代表学校向应邀参会的青年学者致以热烈欢迎,并指出,佛山市坚持制造业当家,拥有门类齐全、配套完善的现代产业体系,规模以上工业总产值列全国第四位,佛山先进制造业的蓬勃发展给学院机械工程、控制科学与工程学科发展提供了肥沃的土壤,希望各位青年学者来到佛山、来到JN江南官方,施展才干、建功立业,为共同推进教育、科技、人才事业发展贡献青春力量。

学院副院长陈为林副教授从学校简介、学院简介、人才培养、科学研究、学科特色与优势和学院发展规划六个方面介绍了学院总体情况。2016年启动高水平理工科大学建设以来,学院进入了快速发展时期,现拥有机械工程一级学科博士点,机械工程一级学科硕士点,电子信息、机械、能源动力(电气工程领域)三个专硕点,机械工程、控制科学与工程学科均入选广东省重点学科,拥有广东省工业智能检测技术重点实验室、机械工业转子振动监测及诊断技术重点实验室、机械工业装备表面工程与再制造技术重点实验室9个省部级科研平台。学院不断加强科学研究和社会服务工作,近五年主持承担包括国家重点研发计划课题,国家自然科学基金面上项目、广东省重点领域研发计划课题等国家级、省部级科研项目120余项,市厅级及企业横向项目270余项,获省部级科研奖励22项。未来学院将紧扣博士点建设需求,不断加强高层次人才自主培育与引进,聚焦突破标志性科研成果,实现新一轮高质量发展。


参会的六位青年学者分别作了学术报告。英国萨塞克斯大学副教授梁昆作了题为《线性压缩机技术》的报告,探讨了线性压缩机技术的原理、特点、研究前沿及应用领域,并分享了自己的求学和研究经历香港大学孙铭泽博士以《仿生三维微纳纤维网络及多功能生物界面》为题作了报告,展示了他在超薄超韧水凝胶生物界面及可穿戴电子器件等方面的相关研究工作。香港中文大学高远博士作了题为《基于3C制造场景下多芯线缆的机器人操作技术研究》的报告,介绍了面向3C制造场景下多芯线缆机器人操作的柔性机械臂设计、混合视觉检测与分线机构设计的相关研究工作。香港大学博士后张贺作了题为《金属纳米线基柔性器件制造和应用》的报告,介绍了他在金属纳米线柔性电极、电致变色器件等方面的相关研究工作。香港中文大学博士后任旭阳作了题为《消化道内柔性诊疗手术器械设计方法及控制机理研究》的报告,介绍了他在基于软体机器人的消化道内柔性诊疗手术器械设计、建模、驱动与控制方面的相关研究工作。新加坡国立大学博士后王雨佳作了题为《基于机器学习的控制算法研究》的报告,展示了她在基于迁移强化学习的非线性系统最优控制、基于安全强化学习的非线性系统最优控制等方面的相关研究工作。

佛山市第二届国际青年人才会议暨JN江南官方第五届国际青年学者会议,是学校全面实施人才强校战略,加快建设服务地方特色鲜明的高水平应用研究型大学,推进学校“全球人才汇聚工程”的重要平台。机电工程与自动化学院将牢固树立“人才资源是第一资源”的理念,大力践行“聚天下英才而用之”的思想,以“建设大平台、汇聚大团队、突破大成果”为核心开展有组织科研,诚挚邀请海内外优秀青年学者选择JN江南、加盟机电工程与自动化学院,为加快建设高水平人才中心和创新高地聚力增辉。


机电工程与自动化学院

 1217日,机电工程与自动化学院邀请华南理工大学袁伟教授在B1-233为学院师生作2025国家自然科学基金项目申报辅导。JN江南官方党委委员、副校长卢清华,机电工程与自动化学院党政领导班子全体成员等60余名师生参加。会议由学院副院长陈为林副教授主持。

 会上,袁伟教授从机械工程学科国家自然科学基金项目申报情况、国自然申报的心理建设、项目评审重点及申报书撰写注意事项等方面,结合丰富的申报和评审经验,生动地讲授了国家自然科学基金项目申报书撰写的重点和细节问题,强调深耕自身研究领域的重要性,为2025拟申报国家自然科学基金项目的教师提供了重要的辅导,增强了申报的信心。


    

  袁伟教授简介:

 华南理工大学机械与汽车工程学院二级教授、博士生导师、机械制造及其自动化学科方向带头人,国家重点研发计划首席科学家,功能结构与器件高性能制造研究中心主任,先进电动汽车电源及热控系统广东省工程技术研究中心主任。国家万人计划领军人才、国家优秀青年科学基金获得者。主要研究方向为面向节能、新能源和储能的先进制造技术及装备。获得国家科技进步二等奖、中国专利优秀奖、广东省科技进步一等奖、广东省自然科学二等奖、教育部霍英东(首届)青年科学奖、广东省(首届)青年科技奖、广东青年五四奖章等。主持包括国家自然科学基金项目(重点、优青、面上)等在内的30余项科研课题。曾任国家自然科学基金、国家重点专项、国家科技奖励、教育部高层次人才计划等评审专家。

       近日,我校机电工程与自动化学院青年教师伍言龙博士和陈旭博士与季华实验室、西安交通大学共同合作,以JN江南官方为第一署名单位在增材制造领域国际知名期刊《Additive Manufacturing》上发表题为“Development of thick-walled ceramic parts via vat photopolymerization using low-viscosity non-reactive diluent as an additive”文章,伍言龙博士为第一作者,陈旭博士为共同第一作者,我校乔健教授为第一通讯作者,刘亚雄教授为共同通讯作者。该论文提出将一种绿色惰性稀释剂γ-戊内酯引入到光固化陶瓷浆料体系中,可有效控制陶瓷制件在光固化成形和后处理脱脂过程中缺陷的形成,实现了复杂厚壁结构陶瓷的无缺陷制造,该方法可拓展陶瓷光固化3D打印技术在航空航天、半导体与新型显示及医疗等领域进一步应用,有力支撑了机械工程学科“激光增材与绿色再制造”方向发展。

 

       光固化3D打印技术因其高成形效率和分辨率在复杂结构陶瓷制造方面备受关注,然而陶瓷制件在成形和脱脂过程中收缩/膨胀应力作用下极易产生裂纹等缺陷,尤其是具有厚壁结构(>10mm)的陶瓷,成为目前陶瓷光固化3D打印的共性技术难题。为此,本文提出了通过引入绿色惰性稀释剂调控光固化成形调控陶瓷制件在成形和脱脂过程中的应力,实现无缺陷厚壁机构陶瓷的可控制造。研究结果表明在绿色惰性稀释剂的作用下,高固相陶瓷浆料粘度降低了38-48%,有效消除了成形过程中气泡孔缺陷的形成;成形过程中体积收缩率降低了40%,显著减轻了残余收缩应力;调控了脱脂过程中气体释放温度区间,有效减轻了气体膨胀应力。基于本文提出的绿色惰性稀释剂在陶瓷光固化3D打印应用的新方法,可实现多种厚壁结构陶瓷零件的可控制造,最大壁厚可达30mm。

 

《Additive Manufacturing》为中科院一区TOP期刊,影响因子:10.3,研究领域包括增材制造领域的新技术、新工艺、新方法、新材料、新系统和新应用等。

论文链接:

近日,美国斯坦福大学(Stanford University)和爱思唯尔(Elsevier)发布了第七版《全球前2%顶尖科学家榜单》(World’s Top 2% Scientists),机电工程与自动化学院青年教师郭宁远博士入选本次“年度科学影响力”榜单。

《全球前2%顶尖科学家榜单》由斯坦福大学John P.A. Ioannidis教授团队联合国际权威学术出版社爱思唯尔(Elsevier)发布,分为“终身科学影响力”榜单和“年度科学影响力”榜单。该榜单基于Scopus数据库,根据被引量、H指数、合著者调整的HM因子、单独或第一作者文章引用数等指标进行综合评估,从近700万名科学家遴选出世界排名前2%的科学家,涵盖文、理、工学科,包括了22个领域和174个子领域。

郭宁远博士是JN江南官方机电工程与自动化学院特聘青年研究员、硕士生导师,广东省工业智能检测技术重点实验室学术骨干,主要研究方向为:车辆动力学控制、无人驾驶、机器人运动规划与控制、网联新能源汽车节能控制。2022年博士毕业于北京理工大学机械与车辆学院电动车辆国家工程研究中心。发表SCI/EI论文40余篇,其中第一/通讯在IEEE-Trans等期刊发表论文15篇(1区/2区Top 13篇、ESI高被引1篇),Google Scholar引用1500余次,H指数20,担任IEEE-Trans、Applied Energy、Vehicle System Dynamics等多个SCI/EI期刊审稿人;授权发明专利9项;曾获中国汽车工程学会Automotive Innovation期刊最佳论文、IEEE-VTS挑战赛第二名(2次)、中国汽车工程学会年会优秀论文、中国公路学报优秀论文提名、北理工优秀博士论文、北理工博士优秀毕业生等;主持国家自然科学基金项目、企业横向课题等3项,参与国家重点研发计划项目、陆军装备部重大工程、北京市科技计划等。

JN江南官方机电工程与自动化学院将紧密围绕机械工程、控制科学与工程学科方向的内涵,不断强化高层次人才引育水平,围绕机械工程一级学科博士点建设需求,依托大平台建设大团队,依托大团队有组织地强化人才自主培育,推动青年学术骨干成长为领军人才。

114日下午,JN江南官方机械工程一级学科硕士学位授权点周期性合格评估自我评估专家评审会在仙溪校区顺利召开。学校党委委员、副校长曾新安教授,学校党委委员、副校长、机械工程学科带头人卢清华教授,学校党委委员、研究生院院长谭海曙教授,机电工程与自动化学院领导班子,研究生院工作人员,机械工程学位点自我评估工作组成员参加了会议,会议由副校长曾新安主持。

此次评估工作特邀多位国内知名专家学者,对机械工程一级学科硕士学位授权点进行了全面的评审和讨论。评审会由广东工业大学原党委书记、原校长、省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室主任陈新教授担任组长,专家组成员有国家杰出青年科学基金获得者、华南理工大学机械与汽车工程学院原院长张宪民教授,教育部长江学者特聘教授、国务院学科评议组成员、哈尔滨工业大学机器人研究所所长赵杰教授,国家杰出青年科学基金获得者、厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院副院长周伟教授,国家万人计划科技创新领军人才、湖南大学机械与运载工程学院执行院长冯凯教授,湖北省楚天学者特聘教授、武汉理工大学机电工程学院院长吴超群教授,国家特支计划科技创新领军人才、广东工业大学机电工程学院院长刘强教授。

副校长曾新安教授代表学校对专家组的到来表示诚挚地感谢,希望通过此次评审会,推动学位点工作持续改进,做到以评促改和以评促建。

副校长、机械工程学科带头人卢清华教授从学科沿革、目标与标准,学位授权点建设基本情况,学位授权点人才培养情况,自我评估与持续改进四方面对机械工程一级学科硕士学位授权点近五年的建设情况作了全面汇报。专家组肯定了学位点近五年的快速发展,并对自我评估材料的规范性与凝练度、培养方向的优化、领军人才的引育、校企合作、加强有组织科研、学术交流、人才培养的产业特色、课程设置与培养方向的匹配度、学科中长期规划与学位点建设的协同、重视制度化建设等方面提出了改进意见。

最后,曾新安作总结发言。他表示,专家的建议对学位点的建设和评估材料的改进有很大的帮助,学校将结合专家的意见和建议,积极提升改造。机械工程学科学位点将尽快制定整改方案,不断改进和突出办学特色,打造服务地方特色鲜明的机械工程学科硕士人才培养体系。