北京时间6月30日(周三)晚20点,将门-TechBeat人工智能社区组织的线上 Talk基于深度强化学习的仿真训练与多动作外骨骼控制:跨越"仿真到现实"的鸿沟将在视频号准时直播。

本次直播我们很开心邀请到——纽约大学副教授苏浩、纽约大学生物医学工程博士生周俊成。他们将针对 Sim-to-Real 在外骨骼医疗机器人中仍处于早期探索阶段的问题,分享两条 physics-grounded 路线,分别面向复杂多关节、多任务控制与轻量化实时控制,共同探索真正有帮助的外骨骼智能。

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直播介绍

主题:基于深度强化学习的仿真训练与多动作外骨骼控制:跨越"仿真到现实"的鸿沟

时间:北京时间 6 月 30 日 (周二) 20:00-21:00

简介:

Sim-to-Real 已在 humanoid 与 legged robots 中被广泛应用,但在外骨骼和医疗机器人中仍处于早期探索阶段,因为系统不仅要控制机器人,还要理解并适配复杂的人体。外骨骼有望提升人的运动能力,但传统方法和supervised learning都依赖漫长人体实验与手工控制律,难以泛化到多种任务。

本次分享将介绍我们实验室正在探索的两条 physics-grounded 路线:

一是 physics-grounded learning in simulation,结合人体模型、外骨骼模型与 deep reinforcement learning for control,在仿真中学习可跨任务迁移的助力策略;

二是 physics-grounded signal processing for control,通过可解释的物理量设计简单有效、可实时部署的控制方法。

两条路线分别面向复杂多关节、多任务控制与轻量化实时控制,共同探索真正有帮助的外骨骼智能。

Talk 大纲:

【第一部分Physics-Grounded Learning in Simulationfor Control:用Deep Reinforcement Learning 训练外骨骼

1. 背景与挑战:外骨骼为何难普及,以及“怎样的助力才算真正有帮助”

2. 为什么不用 supervised learning:人体实验数据昂贵且有限,监督学习容易受数据分布限制;强化学习可以在仿真中主动试错,更适合学习可泛化的人机协同策略

3. Deep RL 与传统 / shallow RL 的区别:为什么需要神经网络策略,以及 PPO 等 deep reinforcement learning 方法如何处理复杂人体、多任务和连续控制问题

4. 免实验仿真学习范式:肌肉骨骼模型 + 外骨骼模型 + deep reinforcement learning → sim-to-real 迁移

5. 在仿真中学习复杂人体:多运动、多形态外骨骼强化学习平台,训练走 / 跑 / 爬楼 / 深蹲,学习与人体协同、降低肌肉负荷的助力策略

【第二部分Physics-Grounded Signal Processingfor Control:真机上的能量门控控制PositiveAssist

1. PositiveAssist:从 signal processing 和物理量出发,设计简单有效、可直接部署的 energy-gated control

2. 适用场景与挑战:该方法在走、跑、爬楼中无需重新调参,但在多关节控制和 knee exoskeleton 中仍有挑战

3. 总结与展望 / Q&A:两条 physics-grounded 路线如何共同迈向真实世界中“真正有帮助”的外骨骼助力

参考资料

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论文标题: Experiment-free exoskeleton assistance via learning in simulation 论文链接: https://www.nature.com/articles/s41586-024-07382-4

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论文标题: PositiveAssist: Energy-Gated Control for Positive Power Assistance of Exoskeleton in Walking, Running, and Stair Climbing 论文链接: https://ieeexplore.ieee.org/document/11561781

讲者介绍

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苏浩

纽约大学·副教授

苏浩博士现任纽约大学副教授,同时担任生物机电与智能机器人实验室(Biomechatronics and Intelligent Robotics Lab)主任,以及独立生活辅助与个人机器人中心(Center of Assistive and Personal Robotics for Independent Living)主任。

苏浩博士曾获美国国家科学基金会 CAREER 奖、美国卫生与公众服务部 Switzer 杰出学者奖、丰田移动出行挑战探索奖,以及 IEEE ICRA 最佳医疗机器人论文亚军奖、ASME 动态系统与控制分会最佳论文奖。

其研究成果发表于 IEEE Transactions on Robotics、IEEE/ASME Transactions on Mechatronics、Nature、Science Robotics、Nature Machine Intelligence、Nature Communications 及 Science Advances 等期刊。他现任 IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 技术编辑,IEEE Robotics and Automation Magazine、IEEE Robotics and Automation Letters、ICRA 及 IROS 副主编,并担任 International Journal of Medical Robotics and Computer-Assisted Surgery 编辑顾问委员会委员。

他曾受邀担任 IEEE/RSJ 国际智能机器人与系统大会(IROS)主题演讲嘉宾。此外,苏浩博士现任 ASME 动态系统与控制分会机电一体化技术委员会主席,IEEE 机器人与自动化学会机构与设计技术委员会联合主席,IROS 2026 组织委员会及高级程序委员会委员。他还担任 NIH 生物工程、技术与外科科学研究组(BTSS)及 NIH 肌肉骨骼康复科学研究组(MRS)评审专家。苏浩博士持有手术机器人及社会辅助机器人相关专利。

个人主页:https://haosu-robotics.github.io/

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周俊成

纽约大学·生物医学工程博士生

周俊成,纽约大学(New York University)生物医学工程系博士生,导师为 Hao Su 教授,在 Biomechatronics and Intelligent Robotics Lab 从事下肢外骨骼研究。研究聚焦两条互补的技术路线:一是用强化学习在肌肉骨骼仿真中学习复杂的人体、训练外骨骼助力策略,二是在真实硬件上设计可直接部署的助力控制方法,让可穿戴机器人在行走、跑步、爬楼等多种日常运动中,在正确的时机提供安全、自然、真正有帮助的助力。此前在莱斯大学(Rice University)获电气与计算机工程硕士学位,在中山大学获电子信息工程学士学位。近期以第一作者在机器人领域权威期刊IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 发表论文 PositiveAssist,提出基于髋关节功率的“能量门控”控制方法,可在行走、跑步与爬楼之间无需重新调参地持续输出正向机械功率。

个人主页:https://www.linkedin.com/in/juncheng-zhou-888415259/

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离开大厂投身创业,五位自主掌舵人的线上闭门交流

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