你好,我是世浩

我是 可穿戴机器人与控制工程师。

我构建面向可穿戴机器人的实时控制系统——从跨楼梯、坡道和日常地形的自适应步态控制研究,到已部署于真实运营场景的 Moonwalkers 机器人助行鞋

ShiftOS 实际部署 · 查看系统 →
程世浩
程世浩 机器人学博士 · 密歇根大学控制工程负责人 · Shift Robotics
可穿戴机器人 • 控制 • 生物力学 • 运动与交互 • 机器学习

精选亮点

关于

研究 → 落地

我希望让可穿戴机器人少一点“机器人感”

我的工作位于人体运动、实时控制和产品级可靠性的交界处。

我构建的系统需要感知人如何运动,判断人想要做什么,并在正确的时刻提供辅助,而不是让用户不断意识到机器人本身的存在。

难点不只是让机器人动起来,而是让它知道什么时候该帮、什么时候该保持安静,以及当真实世界和实验室条件不一致时如何恢复。

目标不是让机器人看起来多厉害。目标是让使用者感觉自己更有能力。

  1. 读懂情境,而不只是传感器

    人体运动充满噪声且依赖情境。意图必须从动作、接触、地形与时序中共同推断。

  2. 仅在有益时介入

    辅助应在恰当时刻到来,并在用户本已动作流畅时保持低存在感。

  3. 面向完整系统设计

    控制逻辑、嵌入式约束、硬件行为与安全校验必须协同工作。

  4. 在实验室之外验证

    模型与台架测试只是起点。真正的问题是行为能否在不同用户、不同地面与不同场景下保持可靠。

精选工作

量产

ShiftOS:Moonwalkers 机器人鞋的实时控制系统

将足部运动转化为平滑机器人助行的感知与控制行为。

贡献: 主导 ShiftOS 的控制与感知开发,包括步态检测、地形感知行为、自适应制动、安全逻辑和产品验证。

ShiftOS 步态感知 嵌入式控制 产品验证
科研

连续运动转换的相位变量控制

IEEE TNSRE 2024 · IROS 2023 最佳学生论文奖

让可穿戴运动控制器在步行与楼梯之间平滑转换,而不是依赖突兀的模式切换。

贡献: 构建并验证 CVT 控制器,包括 OST 对比、延迟分析和人体实验。

相位变量控制 楼梯 人体实验
科研

面向可穿戴机器人的可解释意图识别

IEEE T-RO 2025

将大腿运动特征转化为面向步行、楼梯、坡道和转换的实时活动识别。

贡献: 构建基于 ICF 的意图识别方法,并扩展到双侧感知和连续自适应。

意图识别 ICF 实时机器学习
科研

面向可穿戴机器人的环境感知安全反应

IEEE TBME 2024 · 特色文章

在楼梯或障碍物形成绊倒风险之前,主动调整足部运动的安全层。

贡献: 构建用于假肢摆动控制的绊脚风险预测与轨迹重规划安全层。

安全 趾端绊碰避免 安全感知控制
科研

小数据条件下的可穿戴机器人意图个性化

IEEE RA-L 2024

将意图识别模型适配到新用户,同时避免大量个体专属数据采集。

贡献: 我们开发了基于 CNN / FCN 的迁移学习策略,用少量数据将意图模型适配到新用户。

迁移学习 意图预测 跨用户

经历

精选岗位
(2025–至今)

Shift Robotics

控制工程负责人

  • 开发面向不平地形稳定性的平衡感知控制
  • 低延迟、无缝切换的混合行走模式设计
  • 运动捕捉实验室与数据集流水线,用于学习型控制
(2024–2025)

Shift Robotics

步态控制工程师

  • ShiftOS 3.0 / 3.1 固件开发与嵌入式系统部署
  • 基于 EKF 的地形估计与低延迟用户意图识别
(2019–2024)

密歇根大学

博士研究员

  • 多活动假肢控制与行走模式切换
  • 基于可解释机器学习的意图识别与跨用户自适应
  • 面向绊脚风险避免的环境感知与安全干预机制

每一步背后的隐形工程

每一步都是一个实时控制问题。 机器人必须感知运动、推断意图,并在恰当的时刻给出辅助。

点击步态阶段,看看控制器正在判断什么。

步态周期 一个步态周期 = 0% → 100%
控制器决策
理解

评估

确保安全

决策

实时信号 实时
概览
人体动作

机器人感知

控制器判断

步态阶段术语遵循临床惯例。可穿戴机器人概念源自实时假肢与外骨骼控制研究。 查看项目 →

动态与里程碑

近期发布、论文与里程碑
  • 🚀 发布 2026年4月 由我参与传感与控制工作的 Moonwalkers Aero,已部署于 IKEA 仓储运营场景。
  • 📄 论文 2026年4月 论文 "Controlling Powered Prosthesis Joint Impedance Over Continuous Stance Transitions Between Walking and Stair Ascent/Descent" 发表于 IEEE TNSRE查看项目 →
  • 🎓 里程碑 2025年9月 参与搭建 20 摄像头动捕与 Bertec 跑台实验室,并基于该平台主导控制与传感方向的研发与验证。
  • 📄 论文 2025年7月 论文 "Vibrotactile Haptic and Gesture Feedback in a Smartwatch for Controlling a Multi-Activity Powered Knee-Ankle Prosthesis" 发表于 IEEE EMBC 2025查看项目 →
  • 🎓 里程碑 2025年5月 任命为 Shift Robotics 控制工程负责人,负责 Moonwalkers 轮式机器人鞋平台的控制与感知系统开发。
  • 📄 论文 2025年2月 论文 "Ambilateral Activity Recognition and Continuous Adaptation With a Powered Knee-Ankle Prosthesis" 发表于 IEEE Transactions on Robotics查看项目 →
  • 📄 论文 2024年10月 论文 "Controlling Powered Prosthesis Kinematics Over Continuous Inter-Leg Transitions Between Walking and Stair Ascent/Descent" 发表于 IEEE TNSRE查看项目 →
  • 🎓 里程碑 2024年6月 完成博士论文答辩:《动力膝踝假肢在连续与自动活动转换中的控制方法》。
  • 📄 论文 2024年3月 论文 "Transfer Learning for Efficient Intent Prediction in Lower-Limb Prosthesis" 发表于 IEEE Robotics and Automation Letters查看项目 →
  • 📄 论文 2023年12月 论文 "Automatic Stub Avoidance for a Powered Prosthetic Leg Over Stairs and Obstacles" 发表于 IEEE TBME查看项目 →
  • 🏆 奖项 2023年10月 因主动式假肢连续转换控制研究获得 IROS 2023 最佳学生论文奖
  • 📄 论文 2023年10月 论文 "Controlling Powered Prosthesis Kinematics over Continuous Transitions Between Walk and Stair Ascent" 发表于 IEEE/RSJ IROS 2023查看项目 →
  • 📄 论文 2023年10月 论文 "Improving Amputee Endurance Over Activities of Daily Living with a Robotic Knee-Ankle Prosthesis: A Case Study" 发表于 IEEE/RSJ IROS 2023查看项目 →
  • 🏆 奖项 2023年4月 获得密歇根大学 Rackham 预博士奖学金。
  • 📄 论文 2022年6月 论文 "Modeling the Transitional Kinematics Between Variable-Incline Walking and Stair Climbing" 发表于 IEEE T-MRB查看项目 →
  • 📄 论文 2021年8月 第一篇论文 论文 "Real-Time Activity Recognition With Instantaneous Characteristic Features of Thigh Kinematics" 发表于 IEEE TNSRE查看相关项目 →
  • 🎓 里程碑 2021年5月 获得密歇根大学机械工程与机器人双硕士学位。
  • 🏆 奖项 2018年12月 普渡大学 Senior Design 项目获得 Malott Innovation Award。
  • 🎓 里程碑 2018年12月 以 Distinction 荣誉获得普渡大学机械工程学士学位,辅修数学与经济学。

教育与奖项

教育、奖项与认可

教育与奖项

  • 机器人学博士,密歇根大学(2019–2024)· LocoLab,导师:Robert D. Gregg 教授
  • 机械工程硕士 & 机器人硕士,密歇根大学(2019–2021)
  • 机械工程学士(Distinction),普渡大学(2015–2018)

奖项与荣誉

  • IROS 2023 最佳学生论文奖
  • 密歇根大学 Rackham 预博士奖学金
  • 普渡大学 Malott Innovation Award

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