今年31岁的宋纪元，刚从西安交通大学机器人与智能系统研究所博士毕业。回顾过往，宋纪元的成就令人瞩目。他曾荣获“中国大学生自强之星”，“中国大学生年度人物”，全国高校“百名党员研究生标兵”，“西安交通大学优秀研究生标兵”等荣誉；以第一作者身份发表SCI论文7篇（2篇Top），EI论文5篇。已申请专利41项，已授权发明专利24项，实用新型专利16项。先后获得70余项科技创新比赛奖励，其中国际级/国家级科技竞赛奖励20余项，一等奖/冠军奖励8项。这些荣誉和成果如同璀璨星辰，照亮了他的科研之路。
宋纪元博士（右三）
深耕科研
跨越国界的学习与成长
研究生期间的求学经历，有什么有意思的体验或者收获？
我于2017年加入到现代设计及转子轴承系统教育部实验室，在这里，我被西迁精神“胸怀大局，无私奉献，弘扬传统，艰苦创业”深深地感召着，王树国校长无数次精彩的演讲给我的精神带来了无比深刻的鼓励。
2017年，宋纪元获得西安交通大学的硕士推免资格，加入到现代设计及转子轴承系统教育部实验室。在这里，他深受西迁精神“胸怀大局，无私奉献，弘扬传统，艰苦创业”感召，在王树国校长、谢友柏院士和导师朱爱斌教授等多位老师的引领、支持及鼓励下，认真科研，积极科创，研一就被评为西安交通大学优秀研究生标兵。
图左：西安交通大学优秀研究生标兵颁奖
（左二 宋纪元）
图右：中国大学生自强之星颁奖晚会
与俞敏洪老师合影
访学的这段经历，不仅使我在先进的科研平台中得到了历练，还在我的生活上产生了积极的影响。
2019年，宋纪元在申请转博后，得到了前往美国密歇根州的通用汽车研发中心（General Motors， GM）做访问学者的机会。
“访学的这段经历，不仅使我在先进的科研平台中得到了历练，还在我的生活上产生了积极的影响。"宋纪元说。
“在学术科研上，因为我所参与的项目是关于三维物体识别和自动化装配，涉及到机器人的位置控制和交互力信息的融入，我在机器人的交互力感知技术层面上得到了提升，也对人机柔顺交互的重要性有了更深刻的认识。回到国内，在朱爱斌教授的支持下，我把博士课题的研究定在了人机柔顺交互方向，全身心的投入到了助力外骨骼的研究中。在生活上，导师杨物华老师乐观向上的态度感染着我，教会了我如何平衡生活和工作，用心去感受生活中点滴幸福，以乐观向上的心态投入工作。这使我受益匪浅，以至于在之后生活和科研中面对一次次打击和挫折中能够稳定心态，并积极寻找问题的突破口。”
GM 通用汽车访学期间（右一 宋纪元）
创客之路
拓展机器人领域新视野
您参加众多国内科技创新大赛的经历及获奖感受？以及从中的收获？
我对自己的定位是一名创客，经常会有很多关于机器人的想法突然冒出来。
宋纪元对自己的定位，是一名“创客”：“经常会有很多关于机器人的想法突然冒出来，如果不去做出来就会浑身难受。”
而众多科技创新大赛的举办，一方面带给宋纪元充足的自我展示的舞台；另一方面也让宋纪元在每次大赛中有了和更多项目面对面学习的宝贵机会，促进了他的创新思维。
“我喜欢每次比赛前在实验室里通宵达旦的那种激情澎湃的感觉，最终换来的赛场上的取得的优秀成绩是让我嘴角上扬的信心源泉，专家们的认同和建议能够让我不断地丰富和完善项目。”宋纪元认为，机器人领域是一个涉及知识面很广的学科，而且和实际生活中的需求有很强的关联性。在一次又一次的科技创新大赛的历练中，宋纪元不仅提升了专业能力和素养，更在一次次视野开拓中寻找到了与其它学科交叉融合的新想法，建立了更加全面的机器人系统知识体系。
“这些深层次的想法积累和思维方式的训练，在我面对新的项目难题时能够帮助我迎刃而解。”
部分科创
比赛经历
科技桥梁
连接聋哑人与世界的对话
您在机器人领域，有哪些研究内容及成果？
在一次偶然的活动中，我关注到聋哑人和正常人之间沟通困难的问题，我便想用自己所学的机器人技术尝试解决这个问题。
曾经的宋纪元，对仿生机构很感兴趣，并且专注于研究刚柔耦合的欠驱动手指模块。直到后来，在一次偶然的活动中，宋纪元关注到聋哑人和正常人之间沟通困难的问题。
“我想用自己所学的机器人技术尝试解决这个问题。”伴随着这样的思考，宋纪元开发了一套仿生的机器人上肢，其中包含了两只16自由度的仿生机械手臂，机器人的手部动作几乎可以覆盖人类能够完成的所有动作；而他的搭档李浩亮也协助开发了一套手语数据采集手套。
聋哑人穿戴数据采集手套，做出手语后，可被识别翻译为语音；正常人说出的语音被识别后，可调出相应的手语动作指令，通过仿生的机械手臂展示出手语手势动作。整套系统可以实现手语和语音之间的双向转换，为聋哑人和正常人之间的沟通架起了一座桥梁。
该成果获得了iCAN国际物联网创新创业大赛的一等奖，并且受到了人民日报和新华社的报道。
宋纪元开发的“智能双向仿生手语翻译系统”被人民日报海外版和新华社报道
宋纪元和手语翻译机器人系统
手语机器人翻译演示
在人体步态时相和运动模式识别的问题上，我提出了多特征融合双向门控循环神经网络和基于图卷积网络的人体运动模式在线识别方法，实现了人体足底压力和运动信息的自适应融合，提高了人体运动模式的识别准确率。
此外，在硕士和博士期间，宋纪元研发了一种曲柄滑块运动机构的新型串联弹性驱动器（CS-SEA），解决了传统外骨骼的驱动关节的重量大、输出扭矩密度低和对人体关节刚度适配性差的问题。
宋纪元说，“在人体步态时相和运动模式识别的问题上，我提出了多特征融合双向门控循环神经网络和基于图卷积网络的人体运动模式在线识别方法，实现了人体足底压力和运动信息的自适应融合，提高了人体运动模式的识别准确率。”
他将CS-SEA驱动关节分别部署到了下肢助力外骨骼和搬运外骨骼中，并提出了自适应滑模变导纳控制算法和基于负载条件的动态运动基元的关节力矩的分段学习方法，提高了外骨骼人机协同的柔顺交互性。
宋纪元和外骨骼系列机器人
机器人演示走路、上楼梯等动作
走上CCTV
《创业英雄汇》之旅
可否分享一下，你是如何将科研成果转化为实际应用的？
我们登上了CCTV-2《创业英雄汇》栏目，获得了550万意向融资，迈出了成果转化的关键一步。
2018年，在启迪之星的帮助下，宋纪元成立了自己的第一家科技公司——西安水泽动力科技有限公司。
初步迈上创业之路的宋纪元自然不满足于此。在研究生阶段，宋纪元曾参与到巡检机器人的项目中，了解到在危化场景中巡检机器人的防爆需求。受此启发，宋纪元及其团队开发了一种全新的移动机器人平台——球形移动巡检机器人。
该成果获得了第十九届微软“创新杯”大赛中国赛区总决赛一等奖和丝绸之路机器人创新设计大赛特等奖的成绩，也让他们登上了CCTV-2《创业英雄汇》栏目。
球形机器人项目登上CCTV-2《创业英雄汇》
球形机器人水面运动
当得知我们的球形机器人项目被选上参与CCTV-2《创业英雄汇》节目录制时，我们的机器人产品还在迭代阶段，在有限的时间内，不仅要准备用于现场展示的产品，又要细心准备讲演材料，我的心情既紧张又激动。
得知自己的项目选上CCTV-2《创业英雄汇》节目录制，宋纪元的心情既紧张又激动。“作为一个创业项目，要走出高校的实验室，在技术上我们很有信心。但如何做到产业化走向市场，我们的经验确实很少。”
最终，在秦创原的力推下，宋纪元及其团队在节目现场不仅获得了众多老师们的悉心建议，还获得了6投资个机构共超过1600万的投资意向，迈出了成果转化的关键一步。
节目现场达成投资意向
光明实验室
在探索中蕴含无限可能
为什么选择光明实验室这个新型科研机构？
在光明实验室，每一名“天才新星”均配备一名大牛导师，我们可以拥有充分的科研自主权，与院士导师共同设定专属课题。其次，实验室致力于拔尖创新人才培养和前沿技术孵化双突破，为我们提供广阔的学术科研及成果转化交流机会，开展科学研究提供充足的资源保障。
《为世界之光》是宋纪元所毕业的西安交通大学的校歌。“在某种意义上，我来到光明实验室是一种继往开来的选择，'勇攀高峰，敢于超越，创造光明的未来！'与西迁精神有着不谋而合的统一主旨。”宋纪元说。
宋纪元认为，在光明实验室这个新型科研机构可以拥有充分的科研自主权，与院士导师共同设定专属课题；同时，能为他提供广阔的学术科研及成果转化交流机会，为开展科学研究提供充足的资源保障。
“我是一个爱‘折腾’的人”。宋纪元如是评价自己。他期待在光明实验室可以尽情地将汗水挥洒在热爱的研究中，还可以将自己的研究成果及时进行转化。
未来在光明实验室，我将专注于具身智能的应用，对人体辅助Agent深入研究。包括机器人的智能驱动器、非结构以及极端环境下对人体的平衡辅助和运动增强、基于强化学习的人机协同运动控制策略研究，以及基于视觉/力觉融合感知和大语言模型（LLM）的人体运动意图感知几个方面，提升外骨骼的智能化程度，增强用户体验和功能。
——宋纪元
未来充满了机遇与挑战，并在探索之中蕴含着无限的可能！
JION US
目前,宋纪元博士已正式成为光明实验室研究员，并开设“灵动纪元”项目团队。灵动纪元（Flexible Era，FLERA）团队的使命是创造在硬件属性上具有灵活动力的机器人本体，并在大模型及人工智能算法的加持下，开创机器人智能交互的新纪元！
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素 材 丨 宋纪元
供 图 丨 宋纪元
采 访 丨 李沛昱
编 辑 丨 李沛昱
Guangming Laboratory
实验室简介
人工智能与数字经济广东省实验室（深圳）（以下简称光明实验室）为省政府批准筹建的第三批广东省实验室之一，经市政府批准已设立为事业单位。实验室面向人工智能与数字经济的重大战略需求，由广东省政府统筹规划及顶层设计，深圳市政府主导建设、运营与管理，深圳大学作为牵头建设单位。实验室致力于打造人工智能与数字经济全链条创新平台、数字经济区域开放产学研合作平台、创新人才聚集和培养的基地以及核心技术成果转化和孵化平台。在此建设目标下，实验室遵循“创新、责任、进取、合作”的核心价值观，主要围绕区块链与金融科技、智能传感与精准医疗、机器学习与智能系统、泛在感知与智慧城市四个方向展开研究。
人工智能与数字经济广东省实验室（深圳）
官方网站｜http://www.gml.ac.cn
招聘联系｜hr_office@gml.ac.cn
