坚持做有意义的、有创新的工作—访2020级星友，同济大学副教授齐鹏

齐鹏同济大学副教授

在采访齐鹏前，笔者已经在2020级启明星群里看到有媒体报道他及其团队研发的扎针机器人的消息，前不久又在位于浦东张江人工智能岛的上海自主智能无人系统科学中心见到了齐鹏，听他介绍扎针机器人的研制情况。在笔者眼里，齐鹏星友是一位典型的理工男，现今还不到35岁的他已是同济大学副教授、硕士生导师，曾在北京交通大学、瑞典皇家工学院、英国伦敦国王学院和新加坡国立大学先后完成本科、硕士、博士和博士后学业。交流中，齐鹏的言谈举止、表达能力以及细腻周到，均显示超出同龄人的成熟与沉稳。从瑞典到英国到上海，从“扬帆”到“启明星”（上海市“科技创新行动计划”扬帆项目与启明星项目），从机器人专业进而聚焦医疗机器人，如今研发出自动扎针机器人……究竟是什么流淌在这位青年人的血液中，使得他的青春星汉灿烂，熠熠生辉？

一程春色尽，人间五月天。某个春夏之交的午后，我们有幸采访了他。齐鹏星友谈吐优雅，在我们面前缓缓展开了自己的成长画卷。

临事不慌，敢于担当，稳妥处理学制难题

防控疫情期间进学校不易，采访就安排在科学会堂咖啡厅。按照习惯，我们希望先从星友的成长经历谈起。齐鹏的叙述有点跳跃，他首先从本科就读的北京交通大学大三结束时有机会到瑞典皇家工学院交换学习开始。瑞典皇家工学院本科是三年制，硕士研究生是二年制。齐鹏和其他几位大三校友入学后，瑞典皇家工学院提出，交换生距离大学本科毕业还有一年，瑞方相当于招收了大学本科未毕业的学生，因此第一年的交换学分既作为北京交通大学大四的学分，又作为瑞典硕士阶段学分属于不合理的重复使用。于是在第一年交换项目快结束，同学们申请正式从交换生转为学位生的时候，瑞典皇家工学院提出只能录取他们为一年制硕士（即未来颁发专业硕士学位证书，而非通用硕士学位证书）。消息传回国内，北京交通大学对此深感棘手。此时自发站出来代表母校与瑞典皇家工学院沟通的是齐鹏。齐鹏的沟通策略是，在争取合理诉求的同时也要站在对方角度考虑“学分复用”的问题，并提出一个双方都可以接受的操作方案。经过大约二周的沟通与协商（由于时差，齐鹏每天不得不在瑞典凌晨时间与母校电话联系），齐鹏提出第一年交换学习的学分全部算在瑞典皇家工学院硕士阶段，几位大三校友在毕业前回国完成满足本科毕业要求的学分任务。瑞典皇家工学院认可了该方案，同意毕业时颁发两年制硕士学位文凭。双方皆大欢喜。

回忆这段经历，齐鹏的沉着冷静、勇于担当给我们留下了深刻印象。齐鹏也通过自己的努力，为母校国际合作项目开拓了一种可供参照、可持续的模式。到目前为止，北京交通大学和瑞典皇家工学院校际合作培养有“3+2”与“4+2”两种模式，齐鹏功不可没。同时，齐鹏也通过此事给瑞典皇家工学院负责国际合作的老师留下了深刻印象，至今他们都保持着深厚友谊。

敢为人先，自信自强，开拓创新

“我从小就把书籍视为自己的好朋友。儿时最喜欢读名人传记。长大后，无论学业与工作多么忙碌，我依然坚持每周读一本书。现在我更愿意广泛涉猎不同领域与门类的书，比如文学、艺术、建筑等，不但开阔了自己的眼界，而且让我触类旁通的能力越来越强。我还有写日记的习惯，并且保持至今。”齐鹏回忆道。看得出，齐鹏是一个对科学怀有极大热忱的人。采访中，齐鹏也谈到家庭对他成长的影响和帮助。家庭氛围民主，父母尤其注重培养他独立和担当的品质。“自强不息、厚德载物”是齐鹏的座右铭。在北京读书期间，齐鹏也有一些和知名科学家见面请教的机会，从他们的谈吐、待人接物中齐鹏受益终身。

回国后，齐鹏加入中国科学院院士葛均波发起的中国心血管医生创新俱乐部，对其创新思维和科学情怀影响很大。这是一个医工交叉合作的创新平台，成员主要是全国各地的医生，也包括部分工程技术领域的专家。齐鹏说这个俱乐部也是现在他做科研的主要依靠。“在医工交流中发掘临床痛点，明确需求，通过工程技术来给出创新性的解决方案，再反馈给临床去验证。”齐鹏介绍说。葛院士一直鼓励年轻学子要做有意义的、真正有创新的工作，而他本身多年来一直在身体力行。这些科学前辈的言传身教使齐鹏受益匪浅。

聚焦医疗机器人——“机器人产业皇冠上的明珠”

2014—2015年担任IEEE伦敦国王学院学生协会主席期间举办Google Night交流会，与DeepMind演讲嘉宾交流

齐鹏硕士阶段开始在瑞典皇家工学院学习机器人学相关知识，并参与了导师——机器人领域世界知名科学家德妮克·克拉吉奇（Danica Kragic）教授的欧盟课题；他博士阶段是作为国家公派留学生，到英国伦敦国王学院学习，具体方向则聚焦到医疗机器人。自此，齐鹏完成了在专业方向上从自动化-机器人-医疗机器人的逐步聚焦。齐鹏在国王学院机器人实验室常常工作到很晚，他三年就完成了博士阶段的工作，他是德国籍导师卡什帕·阿尔特赫费（Kaspar Althoefer）教授所指导毕业的第17名博士。期间他发表了两篇关于连续型机器人的高水平期刊论文，主要贡献包括设计了灵巧的结构、实现了有效的运动控制，而这些也与他得到伦敦国王学院讲席教授戴建生（机构学与机器人领域国际著名专家）的指导和帮助密不可分。

齐鹏说医疗机器人的研究工作具有重要意义。“不仅面向人民生命健康、国家科技事业发展的方向，在疫情之后更是凸显出其价值”。目前齐鹏团队研究的冠脉介入机器人，不是沿袭国外机器人设计的老路子，他们自主发现问题，着眼更高级的机器人功能，力争引领这个领域的发展。现在的构想是：能模拟医生手术操作的动作和手感，让0.35毫米的金属导丝（相当于几根头发丝粗细）集成定位和反馈能力，在达到堵塞的血管部位时，有效穿过病变。以上每一步要付诸实施其实都是极其不易的，譬如在心脏不断跳动的情况下要让细如发丝的金属导丝完成病变处的操作这一步，即使一个手术能力高超的医生都会觉得非常不易。

齐鹏认为我们国家青年研究人员有能力完成这样的自主创新，他正为此不断地努力实践。2016年回国后，齐鹏有幸加盟了在工科方面有特色和优势的同济大学，学校也是全力支持这位有想法、有基础、有能力的年轻人去追逐自己的理想。现任同济大学党委常务副书记的冯身洪是齐鹏的联系对接人，他一直在鼓励齐鹏对自己要有充分信心，不畏困难、勇于开拓。最近两年多时间里恰逢同济大学把自主智能无人系统作为重点方向，而他在2020年得到了上海市科委启明星计划的支持。这些重要的支撑都让齐鹏感觉离目标更近了。齐鹏希望到2023年启明星项目结题时完成在体外导丝的自主操控，验证设计方案。

2020年11月26日，在2020年上海市产业青年创新大赛颁奖大会上，作为优秀项目代表做大会演讲

希望把扎针机器人早日付诸应用，解决扎针痛点

话题转向让齐鹏一段时间成为媒体报道热点的扎针机器人。齐鹏坦率地说，之所以想到研发扎针机器人是出于想为抗疫做点事的情怀，做了这件事后才实际感受到这种机器扎针装置确实有巨大的需求。从有想法到做出样机也就一年多时间，之所以能比较快地出结果也是因为前期在医疗机器人方面有很多铺垫，另一大动因是有需求，加上学校支持、学生团队给力。来自医院的需求更希望扎针机器人不仅满足浅表静脉操作，而且进入深静脉或动脉。“为做扎针机器人的研发，我有意识让学生多参与，去年学生都在家里上网课，很多学生看到学校报道的这款扎针机器人的新闻，就发邮件给我愿意参加，几乎全是本科生。全校许多学院，比如电信、软件、机械、设计创意、汽车、轨交、中德学院、材料学院的同学都想参与，最终我们从中挑选了近10位同学组成项目组来做这件事。学校给了一些启动资金，团队学生很给力，春节过年假期都在家里继续科研，夜以继日，终于我们用了一年多一点时间做出了两代扎针机器人原型机。”齐鹏告诉我们，这个项目也获得了同济大学“卓越科研育人”优秀项目、上海市“挑战杯”一等奖等奖项，参与的学生也因此提升了科研能力。来自医院的反馈让齐鹏和他的团队很受鼓舞。

尽管相对于冠脉介入机器人，扎针机器人要简单很多，但真正接触这件事后齐鹏觉得扎针这件事的需求真的是很大的。目前，我国78%的护理工作与静脉输液治疗有关，90%以上的住院病人接受静脉输液治疗。研发中的这种扎针机器人通过近红外光和超声双模态成像，在不同尺度范围内识别血管，其视野深度和精准度均强于肉眼，可以精准识别肥胖患者以及深色皮肤患者的血管，同时在智能算法的帮助下，动态追踪穿刺针和血管的位置变化。

齐鹏对扎针机器人的预期是希望实现医院临床应用，结合产学研合作推向市场。但齐鹏很清醒，从做出扎针机器人原型机到能在临床上应用进而变成常规的医疗设备，这其中还有很长的路要走，困难挑战不会少，包括技术上还需要打磨，需要专业性很强的专业团队来推进后续的步骤，需要经费支持，需要制度设计，包括知识产权的界定，“这段时间我们也在与一些产业方商洽，顺利的话，近期会签署协议开展合作，并得到较大资金的支持。”

潜心科研，积极合作，做引领性的成果

扎针机器人概念及其原型机的开发让齐鹏在一定范围内“红”起来，知道他的人多起来。尽管收获了很多赞扬和好评，但是他内心十分清楚现在离真正的应用还有不短的距离。葛院士在医疗机器人的研发上一直强调，要特别重视与医院医生的交流，开展跨学科的讨论、碰撞，找准临床问题。一直对儿子有高要求的齐鹏父母看了扎针机器人的报道后叮嘱齐鹏，潜心科研，对关键核心技术迎难而上，同时，希望他明白这个工作是基于同济大学这个平台与团队的合作。年轻人不要心急求快，要做扎实，还要广泛与各方合作，虚心听取批评意见。

在齐鹏的追求中，扎针机器人只是过程中的事，他正在逐渐把关注点放在冠脉介入机器人。“尽管两者是有相关性的，都是介入穿刺，一个是穿刺静脉血管，一个是介入心脏冠脉，但难度是不可同日而语的。”包括这次在参加“上海科技青年35人引领计划”答辩时就有评委问他如何实现金属导丝的触觉反馈这个关键问题。这里提到的“上海科技青年35人引领计划”是上海市科技工作党委等部门今年起首推的一项鼓励青年人才成为科创引领者的荣誉性称号，坚持“四个面向”，培养和造就一批具有全球视野和创新影响力的青年人。经几轮评审，齐鹏有幸名列其中。

“科技部 ‘十四五’ 项目中专门设立了一个青年科学家项目，我很想申请这个项目，把医疗机器人研发继续做深入。”齐鹏说他未来想努力成为一个“十字形”的人才，既能做好专业纵向的事情，又有横向思维，在科技创新领域深耕下去。

侯璟琼、江世亮采写于2021年5月29日