上海交通大學顏國正教授名單

① 蛇形機器人的國內外研究

蛇形機器人的研究開創了仿生機器人研究的新領域，同時由於蛇形機器人的廣泛應用前景，世界上各個國家的機器人愛好者紛紛開始了蛇形機器人的研究。關於蛇形機器人的研究，美國和日本走在前列，此外加拿大、英國、瑞典、澳大利亞等國也都在開展這方面的技術研究。 從仿生學的角度，第一代蛇形機器人結合機器人動力學和摩擦學等的相關理論，建立的蛇的行波運動學模型，並研製的機器蛇樣機—— SolidSnake，並利用SolidSnake實現了蛇的蠕動、游動、側移、側滾、抬頭、翻越障礙物等運動形式。
SolidSnake利用垂直和水平方向正交的關節來擬和蛇類生物柔軟的身體，每兩個正交的關節組成一個單元體，每個單元體相當於一個萬向節，具有兩個方向的自由度，整體形成一個高冗餘度的結構體。這樣的機構設計使蛇體具有向任何方向彎曲的能力。第二代蛇形機器人SolidSnake II蛇形機器人充分考慮了蛇類生物的運動特點，從仿生學的角度，結合機器人動力學和摩擦學等的相關理論，建立了基於行為控制理論的蛇類運動學模型，把蛇類生物的復雜運動形式化解為局部的、簡單的運動形式。採用模塊化設計思路，每個關節均可很容易進行拆卸。機器蛇的8個關節整體形成一個高冗餘度的結構體，很容易模仿實現蛇體的復雜運動形式。為了減少機器蛇的運動中的摩擦阻力，在機器蛇兩側安裝有從動輪，實現了蛇體的平穩游動，增強了蛇形機器人的靈活性和機動性。採用輕型耐磨塑料製造蛇形機器人的主要結構，既減輕了蛇體的重量，又降低了加工的成本。
SolidSnake II蛇形機器人設有多項預留位置，如配備局部控制器、位置及力矩侍服器、從動輪鎖死裝置等配套裝置，可實現機器蛇環境識別和自主運動。在機器蛇的頭部配置有紅外線探測頭，可反饋對環境的監視數據。在電路設計上採用485匯流排聯接。上位機為PC機控制，通過對匯流排的定時輪詢來實現隨時插拔關節。此設計能方便地實現替換任意關節，能根據不同任務隨時拆卸安裝新的關節，甚至實現帶電插拔，極大的增強了蛇形機器人的可靠性和耐用性。並且，SolidSnakeII搭建了完善的軟硬體開發平台，為後續的研究開發奠定了堅實的基礎。隨著研究的深入展開，蛇形機器人研究與應用一定會有更廣闊的天地。 上個世紀七十年代，日本東京工業大學的Hirose教授就已經開始了蛇形機器人的研究。Hirose教授於1972年研製了第一台蛇形機器人（ActiveCordMechanism-ACMIII）。該機器人的總長為2m，具有20個關節，依靠伺服機構來驅動關節左右擺動。為與地面有效地接觸，該機器人的腹部安裝了腳輪。該機器人的最大速度為40cm/s，只能在平面上運動。繼第一台蛇形機器人之後，Hirose教授的研究室又先後研製了一系列的蛇形機器人。ACM-R3是最近的研究成果，ACM-R3機器人採用完全無線控制的方式，每個關節自帶電源。而且ACM-R3為三維結構，能夠在三維環境中運動和完成復雜的三動作。

日本的NEC公司的Takanashi研製了剛性關節連接的蛇形機器人，該機器人的機構採用了特殊的關節結構，具有6個管狀的連桿，長1.4m，直徑42mm，重4.6kg，能夠實現三維空間運動，可以應用在危險情況下的勘查和營救工作。
NASA的JPL採用了NEC的蛇形機器人結構設計了一種Serpentine robot，該機器人約1m長，直徑4cm，重量為3.18kg，具有12個自由度，主要是完成在存在障礙物的環境中的操作任務
德國的GMD研製了蛇形機器人。該機器人採用繩索驅動，具有較好的柔性。此外，在蛇形機器人上安裝了紅外線感測器來檢測環境信息。
此外，還有很多蛇形機器人先後被開發，這里就不一一介紹了。 挪威科技工業研究院(SINTEF Research Institute)已經設計出一種用於火星表面探測的蛇形機器人，目前正在努力改進。這種機器人形體類似於蛇，並能夠像蛇一樣穿越幾乎所有障礙。
研究人員認為，這種蛇形機器人可以成為火星探測的極好工具，ESA 似乎也同意這一點。SINTEF剛剛從歐洲太空總署(European Space Agency，簡稱ESA )獲得了50萬挪威克朗(約合85,000美元)的資金，用於研製這種蛇形機器人。
SINTEF的研究人員表示，蛇形機器人將不會取代已有的火星探測工具火星車(Mars Rover)，他們正在尋找一種能夠讓這兩種工具共同工作的方式。
「我們正在研究在幾個備選方案，使火星車和蛇形機器人能夠在一起工作。由於火星車具有強大的能源裝置，它可以通過電纜為蛇形機器人提供能源。如果蛇形機器人不得不使用其自己的電池，它將很快耗盡能量，那樣我們就會失去它。 「SINTEF高級研究科學家Aksel Transeth解釋說。
「有一種選擇是將蛇形機器人裝進火星車的機械臂中，並使它具備與該機械臂斷開連接和重新連接的能力，這樣它就可以降落到火星表面，並進行獨立活動。 」Transeth補充說。
對研究人員來說，這將是一個理想的方案。這個方案允許火星車進行遠距離旅行，而讓蛇形機器人去探索那些難以靠近的地方。蛇形機器人可以憑借自身的能力鑽孔、爬懸崖或者進入狹窄的裂隙去進行探測活動。
在理想的情況下，蛇形機器人不僅能火星車一同工作，而且能夠幫助它脫離困境。
「蛇形機器人和火星車的聯合也意味著，如果火星車被卡住了，蛇形機器人將能夠協助它擺脫困境。」SINTEF高級研究員PAL Liljebäck 說，「當火星車被困，蛇形機器人可以降落到地面，並圍繞周圍的岩石轉圈，使火星車能夠通過電纜絞車的方式擺脫束縛。」
SINTEF還沒有製造出這種蛇形機器人蛇的活動原型。但研究人員說，這項工作將在幾個月內完成。 在我國，蛇形機器人的研究剛剛起步，但是進步較快。哈爾濱工業大學機器人研究所，上海交通大學等單位首先進行了蛇形機器人仿生方面的一些研究工作。上海交通大學崔顯世、顏國正於1999年3月研製了我國第一台微小型仿蛇機器人樣機，該機構由一系列剛性連桿連接而成，步進電機控制相鄰兩剛性連桿之間的夾角，使連桿可以在水平面內擺動，樣機底面裝有滾動軸承作為被動輪，用以改變縱向和橫向摩擦系數之比，其後又相繼作了一些相關的理論研究。2002年，國防科技技術大學研製了一個蛇形機器人樣機，該樣機不但可以實現平面內運動，而且採用密封外皮後，能在水面上實現蜿蜒運動。
中科院沈陽自動化所機器人重點實驗室也開始了蛇形機器人的研究，並提出一種新型蛇形機器人結構，可實現多種適應環境的平面和空間運動形式，並作了深入的理論研究。沈陽航天航空大學等單位也開始蛇形機器人的相關研究工作。

② 何文輝的主要專著

何文輝，顏國正，郭旭東. 一種新型長距離渦流感測器的理論分析. 上海交通大學學報, 2006, Vol.40, No.3，pp495～498.
何文輝，顏國正，郭旭東. 基於磁阻感測器的消化道診查膠囊的位置檢測. 儀器儀表學報, 2006, Vol.27, No.10，pp1187～1190.
何文輝，顏國正，郭旭東. 消化道無創檢測膠囊定位系統的研究現狀及其進展分析.生物醫學工程學雜志, 2008, Vol.25, No.1, pp.196～199.
郭旭東, 顏國正, 何文輝. 介入式微型醫療裝置連續定位系統的建模. 系統模擬學報, 2007, Vol.19，No.15，pp3582～3585.
郭旭東, 顏國正, 何文輝. 基於電磁感應的遙感測試三維定位系統. 上海交通大學學報, 2007, Vol. 41, No.11,pp1753～1757.
郭旭東, 顏國正, 何文輝. 交變勵磁三維遙測定位方法研究. 西安交通大學學報, 2007, Vol.41, No.6 ，pp717～721.
郭旭東, 顏國正, 何文輝. 交流勵磁三維定位系統中磁感測器設計. 儀器儀表學報，2007，Vol.28，No.7，pp1212～1216.
郭旭東, 顏國正, 何文輝. 全消化道微型診查膠囊的遙測定位. 航天醫學與醫學工程, 2007, Vol.20, No.4 pp294～298.
郭旭東, 顏國正, 何文輝. 膠囊狀全消化道介入診查裝置的三維磁定位.北京生物醫學工程， 2007，Vol.26，No.3，pp225～259.
昝鵬，顏國正，何文輝. 一種人體消化道無創診查膠囊磁定位系統的設計. 測控技術, 2006，Vol.25, No.9，pp58～60.
何文輝，曲玉紅.電動自行車電機裝配質量檢測系統設計.中國計量學院學報，2009，Vol.20, No.3,pp219～222.