光明实验室
2024年7月 月报快讯
人工智能与数字经济广东省实验室（深圳）
光明实验室年中总结暨工作部署大会：深化改革，创新驱动，共绘科研新蓝图
GML MONTHLY
2024年7月25日，光明实验室召开2024年中总结暨工作部署大会。大会传达学习党的二十届三中全会精神，并对上半年工作进行了全面回顾与总结，对未来科研工作方向与策略进行了深入规划与动员。光明实验室副主任明仲教授主持会议并讲话，党支部书记田劲东教授传达全会精神，科研人员代表进行了发言，主任李清泉院士作总结致辞。
大会现场
传达全会精神：深化改革，创新驱动
大会首先传达了党的二十届三中全会重要精神。会议指出，党的二十届三中全会是在以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业的关键时期，召开的一次十分重要的会议。会议审议通过了《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》，深入分析推进中国式现代化面临的新情况新问题，对进一步全面深化改革作出系统谋划和部署，既是党的十八届三中全会以来全面深化改革的实践续篇，也是新征程推进中国式现代化的时代新篇，是我们党历史上又一重要纲领性文献，充分体现了以习近平同志为核心的党中央完善和发展中国特色社会主义制度、推进国家治理体系和治理能力现代化的历史主动，以进一步全面深化改革开辟中国式现代化广阔前景的坚强决心，具有重大的理论意义、实践意义和时代意义。
会上要求，光明实验室党支部及全体员工要学习好宣传好贯彻好党的二十届三中全会精神，制定学习贯彻计划、方案，进行专题安排部署，组织党员干部认真学习，迅速掀起学习宣传贯彻热潮。实验室要把深入学习领会全会精神与学习领会习近平总书记关于全面深化改革的一系列新思想、新观点、新论断结合起来，深刻理解全会关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的战略部署和举措要求，结合实验室的实际情况，做到坚持以科技创新为核心，不断加强人才队伍建设，推动科技成果的转化和应用，以更加昂扬的斗志、更加务实的作风，推动实验室在新质生产力的发展中发挥更大作用，为人工智能与数字经济领域的发展贡献力量。
大会
现场
年中工作总结：明确任务方向
年中工作总结环节回顾了实验室的党建工作、科研工作、成果转化、人员引进、条件保障建设以及指标完成情况等多个方面的进展，肯定了实验室在2024年上半年取得的成绩，也认识到了工作过程中存在的问题与不足。
针对这些问题，实验室进一步细化了实验室的科研方向，明确了核心基础任务、关键牵引任务等关键领域的改进措施，为实验室下半年的工作提供了清晰的路线图和时间表，也为科研人员明确了奋斗的目标。
科研代表发言：共话未来，聚焦重点
科研人员代表发言环节，大数据智能处理与分析团队副研究员何玉林博士，媒体智能团队研究员、“天才新星”马飞博士作为科研人员代表，在会上对团队现有的工作情况及科研成果进行了总结，并就未来工作中的重点与难点进行了深入分析。二位科研人员结合自己的研究经历与体会，提出了创新性的见解与建议，为团队未来的发展提供了参考与借鉴。
总结发言：凝心聚力，共创辉煌
光明实验室主任李清泉院士在总结致辞中，围绕强化责任落实、科研团队创新、科研成果产出、绩效考核、服务管理水平等方面，对实验室全体员工提出了5项具体要求。
李清泉院士表示，未来，实验室每个团队、每位老师都要认真了解实验室的战略转型和目标，将个人与团队的研究方向与实验室的整体目标紧密结合，确保各项目标落实到位，强化个人、团队、实验室三个层面的责任；推进有组织科研，突出创新，加强自主科研团队建设；实验室要以目标为导向，加快“顶天立地”科研成果的产出，实现科研与产业的深度融合；实验室要进一步完善绩效考核的激励与退出机制，更好地激发科研人员的积极性与创造力；此外，还应当加强实验室服务与管理水平，开展丰富多彩的工会活动与文体活动，营造身心愉悦的工作环境，增强主人翁意识，共同为实验室的繁荣发展贡献力量。
李清泉院士总结致辞
大会在热烈的掌声中圆满落幕。全体科研人员将以此次大会为契机，深入学习领会和贯彻落实全会精神，携手并进、共创辉煌，共同书写光明实验室的精彩篇章！
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AI大模型赋能城市高质量发展论坛成功举办：智慧引领未来，科技点亮新篇章
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2024年7月18日-19日，在长沙国际会议中心召开的第十七届中国智慧城市大会圆满落下帷幕。为全面展示城市全域数字化转型，促进智慧城市高质量发展，大会设置了1场智慧城市主论坛，17场分论坛。内容涉及了智慧城市建设的方方面面。百余位专家学者、行业精英在各个论坛上分享观点，为智慧城市高质量发展建言献策。
其中，人工智能与数字经济广东省实验室（深圳）(光明实验室）作为分论坛的主办单位之一，与中国地质大学（武汉）联合举办了大会第九分论坛：《AI大模型赋能城市高质量发展论坛》。
AI大模型赋能城市高质量发展论坛
《AI大模型赋能城市高质量发展论坛》围绕AI大模型的技术前沿、应用场景、政策导向及未来趋势等核心议题，邀请到来自高校、科研机构以及企业的学者专家，共同探讨AI大模型如何深度融入智慧城市规划、管理、服务及产业升级等各个领域，促进城市治理现代化与经济社会可持续发展。
AI大模型赋能城市高质量发展论坛议程
会上，光明实验室首席科学家王智均作题为《Geiger-mode Lidar 助力的智慧城市空间大数据获取》的报告，在报告中介绍了Geiger-mode Lidar的基本原理、典型参数和典型应用。王智均表示，智慧城市需要大模型、大数据为支撑。实景三维数据是智慧城市的基础数据，现有的实景三维Lidar数据采集存在点密度低、单观测角引起的遮挡、地面飞行速度不稳定引起的点密度不均匀等问题，Geiger-mode Lidar可以提供多观测角扫描、高密度且密度均匀的精确数据，可以为智慧城市中的一些关键应用比如实景三维提供稳定、可靠的数据源，从而为大模型的运行提供了可能。
光明实验室生成式大模型团队研究员、“天才新星”姜文浩博士作题为《生成式 AI 在智慧城市中的应用和展望》报告。姜文浩以“基于大模型的生成式AI被认为是新的技术革命”为切入点，以光明实验室大模型成果为例，与听众分享、探讨了大模型技术如何助力智慧城市发展，包括当前大模型与智慧城市结合的应用，未来大模型技术将如何帮助城市治理更加智慧，并探讨了这个过程中所面临的新挑战。
报告现场
精彩纷呈的报告后，论坛进行了题为“AI赋能城市创新”的主题沙龙对话，嘉宾从各自领域出发，对大模型与以往的AI的主要区别和特点、多领域内AI在智慧城市建设方面的应用及水平、AI（包括大模型）的发展可能引发哪些新的智慧城市技术和应用等问题进行了讨论并与听众进行互通交流。
主题沙龙对话
党的二十大报告明确提出，“要加强城市基础设施建设”“打造宜居、韧性智慧城市”，为加速推进智慧城市建设作出了重要部署。期待未来，光明实验室可以为城市高质量发展注入多一分动力！
论坛现场
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光明实验室亮相 IGARSS 2024，探索遥感技术新前沿
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2024年7月7日至12日，第44届IEEE国际地理和遥感国际会议(2024 IEEE International Geoscience and Remote Sensing, IGARSS 2024)在希腊雅典隆重举行。该会议是全球最大的技术专业组织IEEE地理和遥感协会主办，是遥感领域的顶级会议之一。
此次会议吸引了来自世界各地的3000多名遥感领域的杰出科学家和专业人士参会，共同探讨遥感技术的最新进展和应用。IGARSS 2024以“为可持续性和韧性行动”为主题，旨在激发围绕科学创新的启发性辩论，为社会创造创新解决方案。本次大会包括会前讨论、大会报告和分会场报告，设置口头报告、墙报报告、展厅交流等多种形式。
IGARSS 2024
光明实验室泛在感知与空间智能团队熊思婷副研究员赴雅典现场参会，在会议期间以海报形式展示了2项科研成果：
“FOREST CANOPY HEIGHT ESTIMATION BASED ON INSAR COHERENCE”
与
“TADGAN-BASED ANOMALY DETECTION FOR PS-INSAR DEFORMATION”
前者内容主要为利用多时相InSAR相干性变化估算森林冠层高度；后者通过TadGAN生成模型检测PS-InSAR时间序列结果中的异常变形。
熊思婷博士展示科研成果
国际地球科学与遥感大会（IGARSS）是GRSS的年度旗舰会议，也是相关领域主题的重要的全球会议。IGARSS自1981年以来轮流在美洲、欧洲、非洲和亚太地区选定的地点举行，为遥感领域的研究提供了宝贵的平台。
未来，光明实验室将进一步加强学术交流与合作，积极投身于科技创新的浪潮，携手全球科研伙伴，共创辉煌的未来。
熊思婷博士在大会现场
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科研探索&精英选拔齐头并进！深圳大学-光明实验室全国优秀大学生人工智能夏令营（2025级）成功举办
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2024年7月22日上午，在光明实验室一楼大堂及7楼报告厅，全国优秀大学生人工智能夏令营
开营典礼盛大开幕！为期两天的学术交流与人才选拔之旅正式拉开帷幕！
夏令营营员报到
开营典礼
开营典礼由光明实验室主任助理崔来中教授主持。崔教授对远道而来的学员们表示了热烈欢迎，并从实验室的科研团队、学术方向、科研成果、研究生招生与培养等方面全方位介绍了实验室的整体情况。崔教授期待通过此次夏令营，激发学员们对人工智能领域的浓厚兴趣，为培养未来科技人才增添一份助力。
崔来中教授介绍实验室
学生论坛
学生论坛环节，光明实验室特聘副研究员、深圳大学优秀毕业生李凌杰分享了自己在深大读研、读博的宝贵心得，给即将入学的学弟学妹们一些研究生生涯的建议与指导，鼓励学弟学妹们广泛了解学科前沿发展动态，掌握自己的方法，明确自己的目标，规划自己的研究生生涯。李凌杰表示，从无到有不容易，但一点一滴的积累，必有体现。
光明实验室2022级联合培养研究生赵哲一学长生动讲述了他在科研项目中的成长历程，激发了在场学员对实验室研究生生活的向往。
心得分享
论坛结束后，全体夏令营学员合影留念，定格了这一难忘时刻！
开营合照
团队宣讲会
22日下午及23日上午，光明实验室区块链与金融科技中心、机器学习与智能系统中心、智能传感与精准医疗中心、泛在感知与智慧城市中心的各科研团队宣讲会接踵而至，为学员们带来了一场场科研盛宴。
光明实验室副研究员何玉林博士、主任助理田劲东教授、张博研究员分别担任宣讲会主持人，以深厚的学术功底和生动的讲解方式，引领营员们走进了人工智能领域的前沿阵地。
团队宣讲
问答与发言
宣讲会尾声，特设的问答与发言环节将现场气氛推向高潮，营员们探讨了自动化、统计学等多个相关学科在人工智能领域的应用，围绕多个热点话题积极提问，与科研团队成员面对面交流，思想的火花不断在碰撞中闪现。
师生积极互动
专业科研面试
23日下午，夏令营迎来了紧张而激动的科研面试环节。专业而深入的面试旨在全面考察营员们的专业知识、科研潜力及综合素质，不仅为实验室选拔优秀营员，更为营员们提供了展示自我、提升能力的宝贵机会。
面试过程中，营员与考官面对面交流，就个人研究经历、未来研究方向、对人工智能领域的见解等问题进行了深入探讨。现场氛围严肃又充满活力，充分展现了光明实验室作为科研高地的人才培养魅力！
科研面试现场
圆满结营
本届人工智能夏令营活动，不仅让营员们对光明实验室有了更深入的认识，也为来自五湖四海的优秀大学生提供了一个展示自我、追求卓越的宝贵舞台。为期两天的夏令营活动中，营员们收获了知识、锻炼了能力、结识了朋友，更坚定了自己在人工智能领域深耕细作的决心。期待在未来，这些充满活力的年轻学子能够再次齐聚光明实验室，共同见证他们的成长与蜕变！
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科学盛宴，“燃爆”社区！光明实验室受邀参加玉塘街道科技节
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7月6日，深圳市光明区玉塘街道党建共建启动仪式暨“跟党一起创新”社区科技节顺利举行。本次活动聚焦“党建共建促发展 玉见同行启新篇”主题，设置了“毗邻社区党建”公约签订、党建共建启动仪式、“科学星火+”三大模块， 推动资源共享、跨界合作。光明实验室受邀参加活动。
党建共建启动仪式上，光明区人大代表、光明实验室办公室主任、副研究员郭锴代表光明实验室与玉塘街道辖区科研院所、金融机构、学校、高科技企业等25家企事业代表共同签署了党建共建协议，这标志光明实验室向着构建资源共享、优势互补、共同提高的党建工作新格局迈出了新的重要一步。
郭锴（右三）签署党建共建协议
与此同时，在勤诚达正大城K+广场,社区科技节活动“科学星火+”也在如火如荼开展，4个不同的主题摊位内容丰富、新颖趣味。光明实验室在展示区上展示了智能飞行与安全控制团队研发的“双模态无人机”，以及智慧城市团队开发的“基于AR的空间数字人助手”，吸引了大批观众的眼球，纷纷前来体验一番。
实验室工程师为观众介绍研发产品
未来，光明实验室将积极响应光明科学城“跟党一起创新·科学星火”行动，偕同区域内的企业、社区及科研机构，努力加强彼此的合作联系，实现互帮互助互联互通，为光明科学城的发展建设贡献一份应有的力量。
活动现场合影
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光明实验室自主机器智能团队具身智能新进展：基于多模态大模型的具身智能操作性研究
在最新的科研突破中，光明实验室自主机器智能团队的杰出成果再次受到国际学术界高度认可。该团队提交的论文《LLaKey: Follow My Basic Action Instructions to Your Next Key State》，由赵哲一、贺颖、于非、李鹏腾、卓凡和孙喜龙等研究人员共同撰写，已成功被IEEE/RSJ国际智能机器人与系统会议（IROS 2024）接收。IROS作为全球机器人技术领域内极具规模与影响力的顶级学术会议，其认可度在CSRankings中亦有显著地位。
在三维物体操作任务中，收集专家数据用于端到端模仿学习已成为主流方法。尽管这些方法取得了一定成功，但先前的研究忽视了语言在动作执行中的指导作用。这些方法缺乏对动作语义的理解，其中多个动作序列由一类指令引导，导致物体语义的过度学习和动作语义的模糊理解。
为了解决上述局限性，本研究提出了一个名为LLaKey的新型框架。该框架基于关键状态将技能指令分解为更详细的动作指令，以实现精细化的动作控制。具体而言，LLaKey首先利用预训练大规模模型中编码的知识来微调一个动作指令指挥器。随后，生成的详细指令由下游动作执行模型实施。LLaKey在九个复杂多变的技能任务中显著优于基准方法，相对提升达15%，展示了本研究方法的优越性。
该算法具有以下主要特征：
创新的具身智能算法：本算法利用语言大模型与环境进行交互，实现动作决策的自然语言输出。随后，将这些输出作为新的语言指导，用于指挥下游模仿学习模型执行动作指令，从而推动机械臂操作任务的有效执行。
任务分解与语义标注：将机械臂操作任务按照关键帧拆解为多个子任务，并为每一个子任务添加动作描述，以提高模型对动作语义的理解。其中，关键帧定义为机械臂加速度为0的时刻，或连续5帧机械臂所有关节速度为0的情况，如图3所示。动作描述由人类专家进行标记。
增强的动作纠错与连续预测能力：本算法突破性地激发了大模型的动作纠错能力和连续预测能力。与传统具身智能算法相比，本算法确保子任务处于执行下一个子任务的最佳状态，或在必要时返回上一个子任务甚至任务起始位置重新执行，体现了其动作纠错能力。当机械臂位于执行下一个子任务的最佳状态时，算法能够成功预测下一个子任务，展示了其连续预测能力。这两项能力共同保证了机械臂任务的稳定和高效执行。大模型训练样本如图4所示。
图1 LLaKey整体框架图
图2 LLaKey算法流程图
图3 任务指令拆解样例图
图4 大模型微调数据样例图
光明实验室自主机器智能团队具身智能新进展（二）：基于大语言模型的具身智能语义地图与导航研究
光明实验室自主机器智能团队提交的一篇基于大语言模型的具身智能语义地图与导航研究的文章：A Language-Driven Navigation Strategy Integrating Semantic Maps and Large Language Models（作者：钟政均、贺颖、李鹏腾、于非、马飞）被IEEE/RSJ国际智能机器人与系统会议(IROS 2024)接收。
语义和空间信息的准确感知对于执行语言驱动导航任务的机器人至关重要。现有方法利用视觉语言模型从环境中提取语义信息并构建地图。然而，由于这些模型自身的泛化性和准确性受限，所构建的地图可能不够准确和全面，从而影响导航任务的准确性。
受大模型出色的分类和分割能力的启发，本研究引入了一种使用大模型构建的语义地图。我们利用大模型对机器人的视频流进行语义分割，并将语义信息融合到地图上。此外，该地图与接收自然语言指令的大型语言模型（LLMs）结合使用，以完成导航任务。
本研究提出基于大模型的集成语义地图的自然语言导航方法，名为“A Language-Driven Navigation Strategy Integrating Semantic Maps and Large Language Models”，整体框架图如图1，算法流程图如图2所示。通过大型视觉模型构造精确的语义地图，结合大型语言模型处理自然语言指令，实现了可靠的机器人自然语言导航过程。
该算法主要特征：
创新的语义地图构造算法：本算法利用视觉大模型提取环境的语义信息，更强大的视觉大模型提供了出色的零样本标签识别能力和零样本定位能力，能够更好地感知环境的语义信息。此外，为了进一步提高语义地图的准确性，提出了一种对语义信息的降采样和融合方法。随后将这些语义信息投影到栅格地图上形成语义地图，为机器人执行下游的导航任务提供路径规划依据。
构建基于大语言模型的导航框架：构建本地API库，使得大语言模型根据自然语言指令生成机器人可执行的代码。并让大语言模型理解自然语言指令，结合构造的语义地图，定位出机器人导航的目的地，通过传统的规划算法规划出最优路径后执行动作完成任务。将大语言模型融入导航中提高了机器人执行更复杂更多样的导航任务的能力。
图1 整体框架图
图2 算法流程图
光明实验室媒体智能团队：CodeSwap：基于先验码本的对称人脸交换
光明实验室媒体智能团队文章“CodeSwap: Symmetrically Face Swapping Based on Prior Codebook”（作者：罗向阳、张鑫、谢奕凡、童鑫熠、余伟江、常恒、马飞、于非）被人工智能领域CCF-A类会议ACM Multimedia 2024录用。
换脸技术(Face Swap)，即将一个面部的身份转移到另一个面部的技术，在实际应用中具有重要意义。然而当前任务面临着一些重要问题：首先当前换脸算法通常会出现一些明显的可见伪影，这导致生成的结果通常不真实；此外，当面部存在遮挡时当前换脸算法通常表现较差，通常表现在换脸后面部遮挡消失。
为了解决这些问题，本研究提出了一种基于高质量人脸先验的换脸算法CodeSwap，实现高保真和真实的面部替换。该方法首先利用VQGAN和离散编码本，通过大量高保真人脸重建任务来捕捉高质量的面部表示。在此基础上，面部替换被转化为在代码空间内进行的代码操作任务。为此，该方法设计了一种对称的Transformer架构，可同时捕获两张输入人脸的信息，独立更新面部表征，同时生成细粒度的双向换脸结果。此外，该方法还引入了一个掩码生成器，通过捕捉编码器和解码器中间层特征的差异来处理面部遮挡问题，并将生成的面部无缝地与目标图像背景融合。
图 1 部分换脸结果展示
该工作训练过程可分3步：首先利用大量的高清人脸图像通过重建任务训练VQGAN，从而让codebook捕获高质量的人脸先验；接着冻结VQGAN和codebook，利用换脸任务的损失函数优化基于Transformer的对称融合模块，该模块的输入是拼接后的两个人脸表征，故能同时捕获两张人脸的全局信息，从而实现换脸。最后锁住前两阶段训练参数，通过无监督方式训练掩码生成模块，让其能自动区分身份相关区域和无关区域，从而实现背景保留和遮挡处理。通过三阶段训练，该方法实现了高保真的换脸，并且能较为有效地保留面部遮挡。
图 2 模型框架图
下方表格展示了所提方法CodeSwap在CelebA-HQ和FaceForensics++两个数据集的换脸定量结果。可见，CodeSwap在大多数指标中超越了现有方法，证明了其优越性。
图 3 不同方法定量比较结果
光明实验室城市三维创新团队的最新研究工作 可适应点云模型：通过校准二维视觉模型进行三维点云分析
光明实验室城市三维创新团队最新研究工作Adapt PointFormer: 3D Point Cloud Analysis via Adapting 2D Visual Transformers (可适应点云模型: 通过校准二维视觉模型进行三维点云分析) 被ECAI 2024录用 ，相关成果已获中国发明专利授权和软件著作权登记。
在二维图像领域有许多预训练模型，如ViT和CLIP，分别使用1400万张图像和4亿组图像文本对进行训练，可提供丰富的先验知识。由此引发出一个问题：我们能否直接利用二维先验知识来分析三维点云？如果可行，便可以直接利用易于获取的二维数据与预训练模型，来增强三维点云分析方法的能力。
据此，本研究推出了一种微调二维预训练模型的方法——可适应点云模型(Adapt PointFormer , APF)，只利用较少的参数进行训练，就可大幅提高模型在三维点云分析的上的性能。APF可提取较好的点云特征，从而促进下游的点云分析任务，例如3D分类，部件分割，样例分割等。方法框架入图1所示。
图1 模型结构图
本工作主要贡献如下：
❤本文研究了预训练图像模型在三维点云分析中的潜力，并揭示了通过最小化微调参数可直接利用二维先验知识，并且可以超越直接在三维数据上训练的模型。
❤本文提出了一种新颖的框架--APF，该框架微调二维预训练模型,使其直接应用于三维点云分析。
光明实验室智慧医疗团队斩获全国大学生生物医学工程创新设计竞赛全国一等奖！
2024年7月26日，为期5天的第九届全国大学生生物医学工程创新设计竞赛在海南三亚崖州湾科技城圆满闭幕。经过为期五天的激烈角逐与严格评审，在指导老师光明实验室刘轻舟副研究员和深圳大学许太林教授的带领下，光明实验室三位硕士研究生的作品《全集成可穿戴微针系统用于糖尿病并发症DKA多标志物实时监测》在250所高校4000多份作品中脱颖而出，斩获大赛全国一等奖！
团队合照
颁奖现场
该作品《全集成可穿戴微针系统用于糖尿病并发症DKA多标志物实时监测》研究了一种新型可穿戴设备，对个人数据进行持续微创无痛监控的专利技术，在不接触血液的情况下评估用户的葡萄糖水平、变化趋势以及食物或运动对血糖、酮体、乳酸的影响。同时，该研究结合大数据和深度学习分析，对代谢紊乱相关疾病进行预测,分析和监测，提供个性化疾病管理和精准用药指导。
作品展示
7月22日至26日，第九届全国大学生生物医学工程创新设计竞赛将在三亚崖州湾科技城举办。大赛吸引了包括清华大学、北京大学、浙江大学、上海交通大学、复旦大学、华中科技大学、东南大学、四川大学等250所高校踊跃参与。参赛作品覆盖生物医学工程学科所涉及的神经、心脑血管、呼吸、消化、检验等专科领域的影像、电子、材料等关键技术领域。竞赛旨在引导学生围绕临床应用开展研究工作，提高学生综合运用知识解决实际问题能力，培养创新能力和协作精神，引领生物医学工程学科发展，加强产学研用深度合作，为生物医学工程领域卓越人才培养搭建重要实践平台。
光明实验室智慧医疗团队此次荣获一等奖，既是对团队科研实力、创新能力的肯定，也是对团队成员不懈努力的赞誉。未来，光明实验室将继续不断探索智慧医疗领域的新技术、新方法与新应用，为人类的健康事业尽一份应有的力量。
“天才新星”系列人物专访 丨
宋纪元博士：创客道路上勇往直前的摘星人
GML MONTHLY
2024年7月，来自西安交通大学的宋纪元博士以“天才新星”头衔全职加入光明实验室，开启他全新的学术之旅。
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
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
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
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
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演示
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
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》
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！
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“数智光明•创享荟”是光明实验室着力打造的成果转化主题活动品牌，旨在搭建开放、专业的交流活动平台。
“创享荟”将以人工智能赋能数字经济为核心理念，广泛链接产业、资本与生态资源，集聚各界精英、专家，围绕创新与创业新趋势，分享观点、共享资源、融通合作，激发创新创业活力，赋能成果转化与创业孵化。
为激发无限创意，促进跨界融合，2024年7月26日，光明实验室迎来了“数智光明•创享荟”第三期活动——创新创业“交个朋友”。本次活动不仅为参与者们搭建了一个交流创新技术与创业理念的平台，更在咖啡香与欢声笑语中促进了灵感的自由碰撞。
活动现场
活动现场，光明实验室的“天才新星”宋纪元博士及刘洲博士，以其深厚的专业功底和前瞻性的视野，为在场的每一位听众带来了精彩的分享。他们分别从不同的角度阐述了创新技术的最新进展，分享了各自在科研创新、创业道路上积累的经验与心得，激发了在场人员的强烈共鸣和热烈讨论。
分享嘉宾
与以往不同的是，本次活动摒弃了传统学术会议的严肃氛围，转而采用一种更为轻松、自由的形式进行。参与者们手捧咖啡，围坐一圈，时而沉思，时而热烈交流，整个空间弥漫着浓厚的创新气息和无限的创意可能。这种灵活、放松的交流方式，不仅让每个人都能放松心情，畅所欲言，更擦出了跨领域、跨行业的思想火花。
畅所欲言
“数智光明·创享荟”作为光明实验室系列内部活动，始终致力于为创新者和创业者提供一个展示自我、交流思想的舞台。此次“交个朋友”主题活动进一步丰富了活动的内涵，也为后续更多精彩活动的举办奠定了坚实的基础。
活动现场合影
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深科技，圳创新，强体魄，趣运动！光明实验室参加首届深圳市科技创新系统趣味运动会
7月13日，一场别开生面的运动会——2024年深圳市科技创新系统趣味运动会在深圳大学粤海校区元平体育馆内火热举行。此次活动由深圳市科技创新局主办，深圳大学承办，以“深科技，圳创新，强体魄，趣运动”为主题，展现了广大科技创新工作者健康向上的精神风貌。
趣味运动会现场
光明实验室组织了20余名运动员的队伍积极参与，在现场一展实验室风采！
光明实验室代表队
随着激昂的音乐响起，各参赛队伍以方阵形式入场。光明实验室充分发挥科技工作者的创意，以实验室“人工智能”的研究方向为主题，排出'AI"字样的方阵，步伐矫健，精神抖擞，赢得喝彩声不断。
光明实验室代表队
本次运动会设置了“同舟共济”、“趣味组合冲关”、“协同作战”、“智传彩球”等多个富有趣味性和挑战性的比赛项目。光明实验室的队员们在这些项目中充分发挥了非凡的实力和团队协作能力！
经过各项目的激烈角逐，运动会逐渐接近尾声。闭幕仪式上，深圳市科技创新局领导及深圳大学校方代表为获奖队伍颁发了奖牌和证书。
未来，光明实验室将继续秉承科技创新的精神，以更加饱满的热情、更加健康的体魄投身到科研工作中，在人工智能等相关领域展现出我们的创新实力和团队力量！
活动现场合影
科研健将共展风采：光明实验室参加2024湾区创新走廊篮球联赛
2024年7月24日晚，备受瞩目的第二届“湾区创新走廊”篮球联赛在深圳市光明区群众体育中心正式拉开帷幕。本次联赛共持续9天，旨在通过文体赛事活动，深化“湾区创新走廊”品牌建设，促进粤港澳大湾区教育、科技、产业及人才领域的互动交流。光明实验室作为光明区重要的科研机构，积极组队参赛，展现了科研工作者积极向上、勇于拼搏的精神风貌。
开幕式现场
开幕式上，精彩的醒狮和街舞表演赢得了现场观众的阵阵掌声，为赛事增添了浓厚的文化氛围。中国男篮前队长易建联以视频形式为活动致贺词，更将现场氛围推向高潮。随后，包括光明实验室在内的24支参赛队伍，共300余名运动员在3个球场上同时开启了比赛的激烈争夺。
在为期9天的比赛中，光明实验室先后与深圳湾实验室、交通银行、市中医院等多支劲旅同场竞技。光明实验室代表队遵循“友谊第一、比赛第二”的原则，传球、挡拆、快攻、防守、抢断、进球，每一个精彩瞬间不仅发挥了精湛的篮球技艺，也展现了科研工作者积极向上的精神风貌以及光明实验室的正能量形象!
比赛现场
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● 2024年7月，光明实验室新入职11名员工，将致力于“国产算力生态建设”和“依托国产算力的多模态AI技术与应用生态建设”两大主线科研任务开展研发工作。
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光明实验室
地址：深圳市光明区玉塘街道科润大厦
E-mail：gmlab@gml.ac.cn
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