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赵慧婵，女，出生于1989年9月，山东省淄博市人，本科毕业清华大学，博士毕业于康奈尔大学机械工程专业，[1][2]博士生导师、《IEEE机器人学汇刊》副主编、清华大学机械工程系副教授、精密超精密制造装备及控制北京重点实验室成员。[1][6]
赵慧婵于2018年7月进入清华大学机械工程系工作，担任助理教授。[3]2020年，赵慧婵和她的团队历时八个月时间，成功研制出世界首台咽拭子采样机器人。[7][8]2021年7月，她任清华大学准聘副教授。[3]2022年10月13日，她在第十五期DISCOVER LAB青年科学家论坛上做了题为《高功率密度介电弹性体人工肌肉及其应用进展》的报告。[5]
赵慧婵主要从事软体机器人、机器人高功率密度驱动技术、柔性传感器、智能假肢和外骨骼等方向的研究。[5]截至2023年9月，她在《自然》《科学机器人》《IEEE机器人学汇刊》等期刊和会议发表学术论文40余篇，获授权专利10余项。[3][6]她曾获清华大学第十七届“良师益友”、2020年麻省理工科技评论中国区科技创新35人（TR35）、2021年阿里达摩院青橙奖等荣誉。[9][3]
早年经历
赵慧婵，出生于1989年9月，山东省淄博市人，2008年8月—2012年7月，就读于清华大学，毕业获得机械工程学士学位和经济学第二学士学位。2012年8月—2017年1月，她进入康奈尔大学就读，师从Robert F. Shepherd，并于2017年获得康奈尔大学博士学位。[1][3][2]2017年3月至2018年7月，赵慧婵在哈佛大学工程与应用科学学院从事博士后工作，师从Robert J. Wood。[3]
工作经历
2018年入选福布斯中国30 under 30（科学领域）。[9]同年7月，赵慧婵进入清华大学机械工程系工作，担任助理教授，成为当时清华大学最年轻的教师。[3][10]从2019年秋季开始，她与其他教师合讲《制造工程信息技术》。从2020年春季开始，她主讲《制造工程基础A》《制造工程基础B》课程。[4]
2020年的1月26日，赵慧婵受命为武汉研制一个可以用于咽拭子采样的机器人。第二天，她带着全家从山东老家赶回北京，投入到研究中。历时八个月时间，赵慧婵和她的团队成功研制出世界首台咽拭子采样机器人。[7][8]11月26日，她当选清华大学第十七届“良师益友”。[9]12月10日，她入选《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”2020年中国区榜单。[11]
2021年7月，赵慧婵任清华大学准聘副教授。[3]10月14日，赵慧婵因“研制了新型柔性光电触觉传感器和高功率人工肌肉，推动了新形态机器人本体设计方法的发展”而获得2021年阿里巴巴达摩院青橙奖。[6]
2022年，赵慧婵获得国家自然科学基金委员会优秀青年科学基金资助。[3]10月13日，赵慧婵在第十五期DISCOVER LAB青年科学家论坛上做了题为《高功率密度介电弹性体人工肌肉及其应用进展》的报告。[5]10月25日，她在中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院做题为《柔性人工肌肉技术及其机器人应用》的学术报告。[12]2023年5月，赵慧婵获得第三十五届北京青年五四奖章。[1]
研究领域
赵慧婵主要从事软体机器人、机器人高功率密度驱动技术、柔性传感器、智能假肢和外骨骼等方向的研究，主要将柔软材料引入机器人的本体设计，形成新原理的机器人驱动、传感、控制方法，提升机器人的环境适应能力和人机交互安全性，面向助残养老、医疗康复、野外勘探、人机交互、工业检测等领域，构建更加仿生、柔顺、生物兼容的新形态机器人系统。[3][5]
科研项目
截至2022年10月，赵慧婵获得了基金委优秀青年基金、共融机器人重大研发计划、面上项目、科技部重点研发计划、腾讯Roboics X lab犀牛鸟计划等项目支持。[5]
主要成就
赵慧婵针对软体机器人的大形变传感难题，提出了基于光信号的传感方案，为软体智能假肢嵌入多模态传感功能，实现了智能手对人手触觉功能的仿生。她设计了高能量密度软体驱动器（DEA），实现了全球第一款由柔软的“人工肌肉”提供动力以完成受控飞行的微型机器人。此外，她还设计了手部软体外骨骼，集安全性、舒适度、低成本、高精度为一体，可精确跟踪人体肌电信号，并将旋转铸塑法引入软体机器人领域，实现了软体驱动器的一体化制造。[11]
赵慧婵的主要学术创新包括：（1）建立了高功率密度、长寿命介电人工肌肉的设计、制备和预处理工艺方法体系，提出了高效预测模型，实现了柔性致动一体化设计制造；（2）提出了基于弹性体材料的光波导传感方法，研制了高延展率光波导传感器，实现了软结构对力触、形变、弯曲的多模态高质量感知；（3）基于致动和感知技术，开发了智能假肢、微型扑翼飞行器、可穿戴触觉阵列、手部外骨骼、咽拭子采样机器人等多套原理样机。[5]
论文
截至2023年9月，赵慧婵在《自然》（Nature）、《科学机器人》（Science Robotics）创刊号、《自然·通讯》（Nature Communications）、《IEEE机器人学汇刊》（IEEE Transactions on Robotics）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）等期刊和会议发表学术论文40余篇。[3][6]
| 出版时间 | 论文名 | 刊载平台 |
|---|---|---|
| 2012年 | Stiffness of a foldable tower for wind turbine | The Open Mechanical Engineering Journal |
| 2015年 | 3D printing antagonistic systems of artificial muscle using projection stereolithography | Bioinspiration & Biomimetics |
| Robert Shepherd*, Poroelastic foams for simple fabrication of complex soft robots | Advanced Materials | |
| Integrated soft sensors and elastomeric actuators for tactile machines with kinesthetic sense | Extreme Mechanics Letters | |
| Scalable manufacturing of soft actuators that apply high forces | Extreme Mechanics Letters | |
| 2016年 | Curvature control of soft orthotics via low cost solid-state optics | IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) |
| A stretchable multicolor display and touch interface using photo-patterning and transfer printing | Advanced Materials | |
| Soft orthosis with integrated optical strain sensors and electromyographic control | IEEE Robotics and Automation Magazine | |
| Optoelectronically innervated soft prosthetic hand via stretchable optical waveguides | Science Robotics | |
| 2017年 | Stretchable optical fibers: Threads for strain‐sensitive textiles | Advanced Materials Technologies |
| Selective mineralization of tough hydrogel lumens for simulating arterial plaque | Advanced Engineering Materials | |
| Flexible and stretchable sensors for fluidic elastomer actuated soft robots | MRS Bulletin | |
| Compact dielectric elastomer linear actuator | Advanced Functional Materials | |
| 2019年 | An Analog-Memoryless Near Sensor Computing Architecture for AlwaysOn Intelligent Perception Applications | IEEE International Conference on Integrated Circuits, Technologies and Applications (ICTA) |
| Realizing the potential of dielectric elastomer artificial muscles | Proceedings of the National Academy of Sciences | |
| Bioinspired design and additive manufacturing of soft materials, machines, robots, and haptic interfaces | Angewandte Chemie International Edition | |
| Controlled flight of a microrobot powered by soft artificial muscles | Nature | |
| 2020年 | SHUYU robot: An automatic rapid temperature screening system | Chinese Journal of Mechanical Engineering |
| NS-CIM: A current-mode computation-in-memory architecture enabling near-sensor processing for intelligent IoT vision nodes | IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers | |
| Torsional stiffness improvement of a soft pneumatic finger using embedded skeleton | Journal of Mechanisms and Robotics | |
| A wearable soft haptic communicator based on dielectric elastomer actuators | Soft Robotics | |
| 2021年 | Fiber-reinforced soft polymeric manipulator with smart motion scaling and stiffness tunability | Cell Reports Physical Science |
| Increasing the payload and terrain adaptivity of an untethered crawling robot via soft-rigid coupled linear actuators | IEEE Robotics and Automation Letters | |
| Enhancing the universality of a pneumatic gripper via continuously adjustable initial grasp postures | IEEE Transactions on Robotics | |
| Soft, tough, and fast polyacrylate dielectric elastomer for non-magnetic motor | Nature Communications | |
| 2022年 | Multi-functional topology optimization of Victoria cruziana veins | Journal of the Royal Society Interface |
| Stiffness-Performance-Based Redundant Motion Planning of a Hybrid Machining Robot | Machines | |
| Long-Life-Cycle and Damage-Recovery Artificial Muscles via Controllable and Observable Self-Clearing Process | Advanced Engineering Materials | |
| Development of Modular Multi-Degree-of-Freedom Hybrid Joints and Robotic Flexible Legs via Fluidic Elastomer Actuators | Smart Materials and Structures | |
| Conformable and Compact Multiaxis Tactile Sensor for Human and Robotic Grasping via Anisotropic Waveguides | Advanced Materials Technologies | |
| Speeding up Soft Pneumatic Actuators through Pressure and Flow Dynamics Modeling and Optimization | Extreme Mechanics Letters | |
| Stretchable and Conformable Stiffness-Variable Device through Electrorheological Fluids | Soft Matter | |
| Untethered Robotic Millipede Driven by Low-Pressure Microfluidic Actuators for Multi-Terrain Exploration | IEEE Robotics and Automation Letters | |
| An Anthropomorphic Musculoskeletal System with Soft Joint and Multifilament Pneumatic Artificial Muscles | Advanced Intelligent Systems | |
| A Pipeline Inspection Robot for Navigating Tubular Environments in the Sub-centimeter Scale | Science Robotics | |
| 2023年 | A Mobile Hybrid Robot and Its Accuracy Issue in Machining of Large-Scale Structures | IEEE/ASME Transactions on Mechatronics |
| Precise and smooth contact force control for a hybrid mobile robot used in polishing | Robotics and Computer-Integrated Manufacturing | |
| A Review on High-frequency Dielectric Elastomer Actuators: Materials, Dynamics, and Applications | Advanced Intelligent Systems | |
| High-speed rotary motor for multi-domain operations driven by resonant dielectric elastomer actuators | Advanced Intelligent Systems | |
| Active-Cooling-in-the-Loop Controller Design and Implementation for an SMA-Driven Soft Robotic Tentacle | IEEE Transactions on Robotics | |
| Soft Pocket Pump for Multi-Medium Transportation via an Active Tubular Diaphragm | Advanced Functional Materials | |
| 注：以上仅为部分 参考资料：[3] | ||
专利
截至2023年9月，赵慧婵获授权专利10余项。[3]
| 公开/公告日 | 专利名 | 申请/专利号 |
|---|---|---|
| 2020-09-15 | 气动人工肌肉纤维和仿生机械臂 | CN202010498032.4[13] |
| 2021-07-13 | 气动驱动器、机器人及机器人控制方法 | CN202110359594.5[14] |
| 2022-06-14 | 双程SMA弹簧驱动的软体机器人弯曲模块及其控制方法 | CN202210050233.7[15] |
| 2022-09-06 | 光波导触觉传感器、传感系统、标定方法、及机器人 | CN202210655743.7[16] |
| 2022-10-25 | 关节和机械臂 | CN202210822512.0[17] |
| 2022-11-29 | 一种驱动器制造方法、驱动器及多足机器人 | CN202211112784.8[18] |
| 2023-03-17 | 可拉伸的电流变液变刚度器件及其制备方法 | CN202211016909.7[19] |
| 2023-11-10 | 介电弹性体旋转驱动器及其应用 | CN202310894522.X[20] |
| 2023-12-12 | 流体泵 | CN202311056092.0[21] |
| 2024-01-02 | 抑震控制方法、装置、计算机设备和存储介质 | CN202311232999.8[22] |
| 参注：以上仅为部分 | ||
人才培养
| 学期 | 课程 |
|---|---|
| 春季学期 | 《制造工程基础A》《制造工程基础B》[3][4] |
| 秋季学期 | 《制造工程信息技术》（合开）[3] |
社会任职
个人生活
赵慧婵小时候很喜欢搭积木，上学后喜欢电学、力学。平时空闲的时候，她也和大部分女孩一样，喜欢追剧、化妆，而且爱吃各类美食。[7]
人物评价
获得荣誉
参考资料：[3]
参考资料 25
- 北京青年五四奖章揭晓，国乒00后世界冠军王楚钦等30人获殊荣 — 新京报
- 青橙奖女科学家:小时候喜欢搭积木，长大了在清华研究机器人 — 清华大学
- 赵慧婵 — 清华大学机械工程系
- 赵慧婵 — 清华大学
- AIR学术|清华副教授赵慧婵:高功率密度介电弹性体人工肌肉及其应用进展 — 清华大学智能产业研究院
- 清华大学两位青年学者获2021年“达摩院青橙奖” — 清华大学
- 赵慧婵:“所有生活的波澜都是因为科研的起落而引发” — 清华校友总会
- 清华最甜女教授冲上热搜!毕业康奈尔的她被哈佛抢着要，却毅然回国任教 — 清华大学
- 摩擦学国家重点实验室邵天敏教授、赵慧婵助理教授当选清华大学第十七届“良师益友” — 清华大学摩擦学国家重点实验室
- 对话山东籍青橙奖得主赵慧婵:32岁成清华副教授，和大多数女生一样爱追剧、打扮 — 大众网
- 35岁以下科技创新35人中国榜揭晓：西湖大学万蕊雪等入选 — 澎湃新闻
- 机电讲坛(2022-17):清华大学赵慧婵副教授来校做学术报告 — 中国地质大学武汉机械与电子信息学院
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- 共融机器人专业委员会 — 中国自动化学会
- 智能复合材料专业委员会 — 中国复合材料学会
- 机器人系统仿真专业委员会 — 中国仿真学会