蔡曉輝

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主要研究方向：智能織物、嵌入式係統、普適/可穿戴計算、新型傳感器、數據挖掘，及以上技術在智慧醫療中的應用

蔡曉輝，女，中科大188滚球网教授，博導，中科大近代物理係應用物理學專業2002屆學士，電子科學與應用專業2007屆博士（碩博連讀）。2007-2018年間在德國進行基於智能織物的普適計算方向的科研，曆任帕紹大學博士後、德國人工智能研究中心高級研究員和德國布倫瑞克工業大學青年教授，2018年回國。已在智能織物方向發表論文40餘篇，主要發表在普適計算、可穿戴計算方向的UbiComp、PerCom、ISWC等會議和IEEE Sensors Journal上，並常年擔任可穿戴計算方向會議ISWC的程序委員會委員。參與編著Springer出版社Smart Textiles - Fundamentals, Design and Interaction。歸國後主攻以智能織物為代表的精密普適計算及其在智慧醫療方向的應用，現為中華醫學會醫學信息學分會醫學大數據與人工智能學組委員，已完成壓阻陣列型智能織物從織物傳感器、嵌入式硬件到人工智能算法的全麵國產化，建立了與中科大附一院心內科、重症監護中心、神經外科、神經內科等若幹科室的合作，即將進入科室試用階段。

導師選題：

基於智能織物的長期姿態研究	智能織物能夠以衣服和家紡形式無縫融入生活，不受光照、遮擋等影響，是長期連續姿態檢測的良好媒介，在睡眠監測、患者康複等方向都有應用前景。本課題參與者將學習如何製作智能床單，並在已有體型體態算法的基礎上，實現長期臥姿的采集和統計，小規模記錄和研究睡眠質量、健康狀態與日常生活間的關聯，為下一步擴大應用規模打下基礎。參與者將接觸傳感器、嵌入式硬件、人工智能算法以及與人相關的數據采集，積累跨學科知識並鍛煉動手能力。
基於壓力感知智能織物的枕頭柔性形變研究	壓力感知智能織物能夠以衣服和家紡形式無縫融入生活，不受光照、遮擋等影響，在睡眠監測、患者康複等方向都有應用前景。在居家場景下，枕頭作為常見床上用品與使用者發生接觸交互。枕頭本身具有厚度，將支撐使用者肢體，避免肢體與床單直接接觸，導致床單采集壓力分布發生改變；同時，使用者肢體也會改變枕頭形狀，使之根據受力位置發生擠壓形變。這一相互作用將顯著增加真實環境下壓力感知精度和信息提取難度。本課題參與者將學習如何使用智能織物係統，掃描枕頭點雲模型，采集人體臥床時枕頭壓力數據，探究枕頭形變與壓力分布聯係，為真實環境係統部署打下基礎。參與者將接觸傳感器、嵌入式硬件、人工智能算法以及與人相關的數據采集，積累跨學科知識並鍛煉動手能力。
服務於智能織物姿態識別的渲染優化	智能織物能夠以衣服和家紡形式無縫融入生活，不受光照、遮擋等影響，是長期連續姿態檢測的良好媒介。但當前的科研還停留在從數據中恢複姿態的算法開發階段，缺乏與人的互動交互，而這當中，渲染又是限製實時交互最關鍵的一環。本課題參與者將在實驗室已有算法基礎上，研究1）如何完成壓力到人體動態三維圖像的貼圖；和2）不同渲染方法和參數對實時性和顯示質量的影響。從而提高姿態顯示的實時性和係統與人的交互性。參與者將接觸人工智能算法和圖形學應用。
基於智能鞋和視頻的多模態運動評測	運動是健康之本。當前對普通人運動的評估還停留在每天多少步這樣的簡單數據上。本課題將通過結合單目視頻和智能鞋雙設備來研究人體運動，特別是跑步、跳遠這樣的戶外運動中的人體表現。參與者將學習如何製作智能鞋，架設雙設備試驗場景，實現小規模數據集采集，設計姿態擬合神經網絡，提取運動參數。參與者將接觸傳感器、嵌入式硬件、人工智能算法以及與人相關的數據采集，積累跨學科知識並鍛煉動手能力。
基於可穿戴智能織物的康複運動評估	康複運動是疾病（如中風）和運動損傷（如韌帶斷裂）等患者必經之路的過程。當前對於康複運動的評價基本上還依靠康複儀器，由患者主動進行的康複運動則缺乏評價工具和評價標準。本課題將嚐試使用智能袖帶、智能綁腿等方式，對康複運動的執行進行自動識別和評定，並嚐試通過聲音、視頻等方式對患者進行鼓勵。參與者將接觸傳感器、嵌入式硬件、人工智能算法以及與人相關的數據采集，積累跨學科知識並鍛煉動手能力。本課題參與者（可穿戴設備）還可與下一課題（環境設備）組成聯合研究小組，增進討論和合作。
基於環境智能織物的康複運動評估	康複運動是疾病（如中風）和運動損傷（如韌帶斷裂）等患者必經之路的過程。當前對於康複運動的評價基本上還依靠康複儀器，由患者主動進行的康複運動則缺乏評價工具和評價標準。本課題將嚐試使用智能床單、智能地墊等方式，對康複運動的執行進行自動識別和評定，並嚐試通過聲音、視頻等方式對患者進行鼓勵。參與者將接觸傳感器、嵌入式硬件、人工智能算法以及與人相關的數據采集，積累跨學科知識並鍛煉動手能力。本課題參與者（環境設備）還可與上一課題（可穿戴設備）組成聯合研究小組，增進討論和合作。