张琴

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张琴教授

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个人简介

       张琴（Zhang Qin，Professor），女，教授，博士生导师。2011年于法国蒙彼利埃大学获微电子与自动化专业博士，后在法国国家信息与自动化研究所（INRIA）从事博士后研究。2012年担任日本学术振兴会（JSPS）特别研究员，自2013年起任职于华中科技大学机械科学与工程学院。主要研究方向为生物启发式自主系统的感知与智能控制。在IEEE/ASME Transactions on Mechatronics、IEEE Transactions on Biomedical Engineering、IEEE Transactions on Industrial Informatics、Neurocomputing、Journal of Neural Engineering、Biomedical Signal Processing and Control、Neurocomputing等高水平学术期刊发表期刊论文二十多篇，其中ESI高被引论文两篇，SCI/EI收录学术论文四十多篇，授权国家发明专利12项、美国发明专利1项。荣获2025年中国发明协会发明创业奖创新奖二等奖1项（排名1/4），荣获中国商业联合技术发明奖特等奖1项（排名3/6）；指导本科生荣获2020年第九届全国大学生机械创新设计大赛省赛一等奖、2023年中国大学生机械工程创新创意大赛国赛一等奖，指导研究生荣获2018年“世界机器人大赛-共融机器人挑战赛”最佳应用创新奖。
       任现职以来，先后主持国家自然科学基金委面上项目、重大研究计划培育项目、青年基金项目各1项，主持国家“智能机器人”重点研发计划项目课题、教育部博士点基金项目、科技部国际合作交流项目各1项，主持横向项目3项。主要参与了国基金重点项目、国基金重点项目联合基金、科技部科学技术交流项目等国家级项目5项。现为湖北省科协十大代表、中国人工智能学会智能机器人专业委员会委员、国际电气与电子工程协会（IEEE）机器人与自动化分会（RAS）、生物医学工程分会（EMBS）、海洋工程分会（OES）会员，担任多个国际知名学术期刊和国际会议审稿人。
       欢迎对机械、自动化、海洋科学、人工智能等学科交叉相关研究感兴趣的同学加入课题组！

研究方向

生物启发式感知与建模
意图解码与行为规划
神经启发式运动控制

开设课程

本科生课程：
《可穿戴机器人》（机械本科专业，专业选修课，32学时）
《机器人技术基础》（机械本科专业（留学生），全英文，专业选修课，32学时）

研究生课程：
《工程伦理》（全校研究生公选课，16学时）

科研项目

承担或主要参与的科研项目：
[1] 运动规划单元软件改造及调试试验，企业横向项目，202.05-2025.09（主持）
[2] 通信浮标受力及稳性仿真计算，企业横向项目，2026.02-2026.08（主持）
[3] 面向外骨骼与环境柔顺交互的人体关节多维时变刚度连续辨识与实时估计研究，国基金面上项目，2022.01-2025.12 （主持）
[4] 面向动态环境下肌骨骼系统功能性运动的人机自然交互方法研究，国基金重大研究计划培育项目，2018.01-2020.12（主持）
[5] 截瘫助行外骨骼系统关键技术研究及示范应用-人机系统运动协调和平衡控制，国家“智能机器人”重点研发计划项目，2017.12-2020.11（主持课题）
[6] 功能性电刺激下肌肉疲劳自适应的关节运动控制，国基金青年基金项目， 2014.01-2016.12（主持）
[7] 内/外因环境下人体站立平衡的姿态控制机理研究，高等学校博士学科点专项科研基金， 2014.01-2016.12（主持）
[8] 人手运动的大脑皮层编码机理与仿人机器人手基础研究，国基金重点项目，2025.01-2029.12（参与）
[9] 柔性可穿戴器件设计制造关键技术及人机自然交互应用, 国基金深圳联合基金重点项目 2021.01 - 2024.12（参与）
[10] 手眼协调的臂-手假肢系统基础研究，国基金重点项目，2014.01-2018.12（参与）
[11] 意念控制的康复机器人基础研究，湖北省创新群体项目，2015.01-2017.12（参与）

论文专著与专利

代表性学术论文：
[1] Yang Qu, Qin Zhang*, Xianbo Xiang*, Shaolong Yang, Lilong Cai, Depth Tracking Control for Underactuated AUVs: A Temporal-Sequencing-Convergent Cascaded Guidance, State Estimation, and Control Approach, Communications Engineering, 2025, 4: 191

[2] Xilong Lv, Caihua Xiong, Qin Zhang*, A simplified impedance estimation method inspired by the independent effect of arm posture and muscle co-contraction, Biomedical Signal Processing and Control, 2024, 95: 106469

[3] Zijian Wang, Caihua Xiong, Qin Zhang*; Enhancing the online estimation of finger kinematics from sEMG using LSTM with attention mechanisms, Biomedical Signal Processing and Control, 2024, 92: 105971

[4] Qin Zhang*, Li Fang, Qining Zhang, Caihua Xiong*, Simultaneous estimation of joint angle and interaction force towards sEMG-driven human-robot interaction during constrained tasks, Neurocomputing, 484: 38-45, 2022

[5] Qin Zhang*, Te Pi, Runfeng Liu, Caihua Xiong*, Simultaneous and Proportional Estimation of Multi-Joint Kinematics from EMG Signals for Myocontrol of Robotic Hands, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 25(4): 1953-1960, 2020

[6] Q Zhang*, Y Meng, LH Wu, XB Xiang, CH Xiong*, Artificially Induced Joint Movement Control with Musculoskeletal Model-Integrated Iterative Learning Algorithm, Biomedical Signal Processing and Control, 59: 101843, 2020.

[7] Q Zhang, JL Zhang, A Chemori and XB Xiang, Virtual Submerged Floating Operational System for Robotic Manipulation, Complexity, 2018: 1-18.

[8] Q Zhang*, RF Liu, WB Chen*, CH Xiong*, Simultaneous and Continuous Estimation of Shoulder and Elbow Kinematics from Surface EMG Signals, Frontiers in Neuroscience, 11(280), 2017.

[9] XB Xiang, C Liu, HS Su, Q Zhang*, On decentralized adaptive full-order sliding mode control of multiple UAVs, ISA Transactions, 71:196-205, 2017. 

[10] Q Zhang, L Lapierre and XB Xiang*, Distributed Control of Coordinated Path Tracking for Networked Non-holonomic Mobile Vehicles, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 9 (1): 472 - 484, 2013.

[11] Q Zhang*, M Hayashibe and C Azevedo-Coste, Evoked Electromyography-Based Closed-Loop Torque Control in Functional Electrical Stimulation, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 60(8): 2299 - 2307, 2013.

[12] Q Zhang*, M Hayashibe, P Fraisse, and D Guiraud, FES-Induced Torque Prediction With Evoked EMG Sensing for Muscle Fatigue Tracking，IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 16(5): 816-826, 2011.

[13] M Hayashibe, Q Zhang, D Guiraud and C Fattal, Evoked EMG-based torque prediction under muscle fatigue in implanted neural stimulation, Journal of Neural Engineering, 8 (6): 064001, 2011.

[14] 陈豫生，张琴*，熊蔡华，截瘫助行外骨骼研究综述：从拟人设计依据到外骨骼研究现状，43(5): 585-605, 2021. 

[15] 张琴*, 骆无意, 黄波, 熊蔡华, 基于肌电信号的下肢关节连续运动预测, 华中科技大学学报, 45(10), 128-132, 2017. 

[16] 吴强，张琴*，熊蔡华，功能性电刺激下的关节自适应运动控制研究，自动化学报，42(12): 1923-1932, 2016.

[17] Wenchao Dong, Chongchong Liu, Qin Zhang*, and Caihua Xiong, Design and Evaluation of an Active Ankle Exoskeleton in Gait Assistance, 2019 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), China: Hong Kong, July 8-12, 2019.

[18] Linhui Wu, Wuyi Luo, Qin Zhang*, Caihua Xiong, A Study of Static Standing Balance Control based on Center of Pressure, IEEE International Conference on Advanced Robotics and Mechatronics (ICARM), Singapore, July 18-20, 2018.

代表性专利成果：
[1] Qin Zhang, Jihan Liu, Yusheng Chen, Caihua Xiong, Dynamic Interaction-Oriented Subject’s Limb Time-Varying Stiffness Identification Method and Device, United States Patent, Patent No.: US 11,696,687B2, Filed: Jul. 5, 2022, Date of Patent: Jul. 11, 2023
[2] 张琴，陈豫生，刘济汉，熊蔡华，一种面向人机动态交互的人体肢体末端时变刚度辨识方法及装置，专利号：202110798706.7，申请日：2021-07-15，授权日：2022-03-11
[3] 张琴，刘济汉，熊蔡华，一种基于协作机械臂的人体上肢多维末端刚度测量方法，专利号：202011032974X，申请日：2020-09-27，授权日：2021-09-07
[4] 张琴，孟阳，刘宇瑶，熊蔡华，融合平衡策略的下肢机器人动力学仿真平台及仿真方法. 专利号：2019106918912，申请日：2019-07-30，授权日：2021-05-21
[5] 张琴，杜进，谢毅，熊蔡华，基于人体步态运动协调特性的外骨骼协调步态控制方法，专利号：201910574269.3，申请日：2019-06-08，授权日：2021-03-26
[6] 张琴，杜进，熊蔡华，一种基于表面肌电信号连续估计人体关节角度的方法，专利号：201810850181.5，申请日：2018-07-28，授权日：2020-06-02
[7] 张琴，刘冲冲，黄波，熊蔡华，一种基于弹性元件刚度切换机制的踝关节外骨骼，专利号：201711328780.2，申请日：2017-12-13，授权日：2019-09-06
[8] 张琴，林剑锋，熊蔡华，一种肢体末端刚度测量装置及其测量方法，专利号：201810146719.4，申请日：2018-02-12，授权日：2019-06-18
[9] 张琴，周庆阳，孟阳，黄波，熊蔡华，一种面向复杂环境的下肢机器人步态规划方法，专利号：201910248406.4，申请日：2019-03-29，授权日：2020-10-30 
[10] 张琴, 皮特，熊蔡华，一种基于肌电映射模型切换的复杂运动连续估计方法，专利号：ZL202011066204.7，申请日：2020-09-30，授权日：2023-04-07
[11] 张琴，陈豫生，刘济汉，熊蔡华，一种面向动态交互的对象肢体时变刚度辨识方法及装置，专利号：ZL202110798706.7，申请日：2021-07-15，授权日：2022-03-11
[12] 张琴，张嵩楠，方力，熊蔡华，基于肌电接口的机器人力位同步遥操作控制方法及装置，专利号：ZL202110963578.7，申请日：2021-08-20，授权日：2023-02-14
[13] 张琴，陈豫生，张健，熊蔡华，基于肌骨骼解剖统计学模型的踝关节刚度估计方法及系统，专利号：ZL 2023 1 0573357.8，申请日：2023-05-19，授权日：2025-08-15

荣誉获奖

[1] 2025年6月，荣获中国发明协会发明创业奖创新奖二等奖1项（排名1/4）；
[2] 2024年12月，荣获中国商业联合技术发明奖特等奖1项（排名3/6）；
[3] 2023年8月，指导本科生荣获中国大学生机械工程创新创意大赛国赛一等奖（第一指导老师）；
[4] 2020年10月，指导本科生荣获第九届全国大学生机械创新设计大赛省赛一等奖（第一指导老师）；
[5] 2018年4月，指导研究生荣获2018“世界机器人大赛-共融机器人挑战赛”最佳应用创新奖（唯一指导老师）；
[6] 2012 年2 月，荣获日本学术振兴会JSPS Postdoctoral Fellowship for North American and European Researcher 项目资助（10%入选率），担任JSPS 特别研究员。

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