概述：多领域动态系统（机器人、航空航天、医疗器械等）的设计与控制研究
1. 从事数据驱动的系统辨识、仿真、控制，并应用于机器人、航空航天、生物工程、土木等相关领域。相关主要课程：现代控制理论，动力学，线性代数
研究方向简介：精确的模型对于控制设计、仿真预测、故障检测、性能评估、系统优化等方向具有重要指导作用。现实中许多物理系统过于复杂，或随着时间的推移材料和结构属性发生了变化，导致直接建模存在困难。系统辨识是基于观测数据对实际系统建立数学建模的方法，为机器人、土木、医疗器械、航空航天等行业的工程师提供了强大工具来捕捉、描述和预测复杂系统的动态行为。
2. 从事柔性机器人的设计与制造，并解决机器人、航空航天、生物工程、土木等相关领域问题。相关主要课程：理论力学，动力学，线性代数
研究方向简介：张拉整体结构是一种基于索和杆构成的网状结构，其中每个元素都单向受力，索承担张力，杆承受压力，具有轻质量、大范围变形、可调整刚度、易于驱动、控制能量低等特点。作为一种新兴的结构形式，张拉整体的建模和控制理论研究在近几年逐渐成熟，相关应用也出现在航空航天、生物工程、机器人、土木以及建筑等多个领域，并有望在未来解决多种工程和科学问题。
3. 运用机器学习方法理解物理规律，并解决工程优化问题。相关主要课程：机器学习，概率统计，线性代数
研究方向简介：在许多学科（如航空、航天、机械、结构、机器人等）中，基本工程任务如设计、建模、传感和控制等，最终都会转化为复杂的优化问题。这些问题涉及的物理过程通常是非线性和多尺度的，涵盖时间和空间维度，因此导致高维非凸优化问题。机器学习的核心在于通过数据建立模型。例如，训练神经网络本身就是一个高维非凸优化问题。随着数据量的增长和优化算法的改进，机器学习和数据驱动方法可用于更好地解决工程问题。
4. 计算机有限字长环境下的高效高精仿真计算方法。相关主要课程：数值分析，计算机硬件基础，微分方程
研究方向简介：仿真和控制是动态系统中的基本问题。其中，系统仿真和控制逻辑都在计算硬件上执行，其运算和变量存储均基于有限的字长，因此都受到有限字长效应的影响。由于计算机储存规则的限制，数值计算和存储过程中不可避免地会引入舍入误差，造成计算结果不准确。通过构建合适的计算规则，实现有限字长环境下的高效率、高精度计算，可为系统仿真和控制提供有效支撑。