不稳定的物理人机交互的建模、传感和控制：人-自行车的交互系统
应浙江大学机械学院机电所的邀请，现任罗格斯-新泽西州立大学副教授（终身制）的易劲刚教授于7月30日来校访问。上午10时，在液压老楼四楼会议室，易教授给在校众多师生作了一次精彩的报告。报告会由刘涛老师主持，刘老师曾在海外与易教授长期合作，两人在研究课题上有着紧密的联系。机电所所长王庆丰教授、姚斌教授、雷勇教授、朱笑丛教授等众多老师参与此次报告会，会议气氛紧张而浓烈。
会议在同学们热烈的掌声和期待中开始，易教授首先介绍了近些年涉及的研究课题。其内容包括用于桥梁道路裂缝前期勘测与修护的路面机器人、穿戴式传感器系统、海洋生物采集自主机器人等众多引人入胜、饶有趣味的科研项目。然后他深入地介绍了自己在人-自行车交互系统研究上的成果，课题研究从建模、传感与控制三个方面展开。在模型的建立上，易教授有着自己独特的优势，他曾在美国加州大学伯克利分校攻读机械博士学位时，同时拿下了该校数学硕士学位，所以数学基础为他之后的系统建模与控制方法的设计提供了有力的支持。在复杂的模型塑造中，传统的数学方法捉襟见肘，完全不能计算高维系统，因此，基于人工神经网络的建模方法脱颖而出。模型模仿人脑神经系统的学习机制，通过不断学习逼近真实系统的方式，最终获得实用的系统模型。另一个富有探讨意义的内容是该人-自行车系统的控制问题，易教授在研究赛车选手与普通人在汽车驾驶技能上的差异时发现，赛车选手以降低系统的稳定性为代价，换取了灵活性。由此，启发了一个新的控制理念——通过非稳定状态的相互转换来达到一定的控制目的。该方法相比传统的控制思路，以一定程度上降低控制的要求来满足总体的稳定性，也就是说系统总在稳定状态周围徘徊，但不会彻底丧失稳定性。控制激励与实验扰动都是通过位于车后的激励器实现的，在研究人的平衡机理时，激励器作为扰动添加装置，随机产生不稳定力矩；当作为辅助装置帮助人-车的平衡时，又可以与人-自行车整体作为闭环系统，输出调节力矩。
一个多小时的学习与交流很快就过去了，同学们没还意犹未尽。到最后，纷纷提出各自的问题与想法，一些好的问题也引发了我们会后的思考。比如说：人-自行车系统的应用问题，相比于已经研制出的双机械式陀螺仪与控制方法结合的二轮电动车产品，是否可以结合产生更好的想法；自行车驾驶角度的调整是否可以引入人-自行车系统的平衡控制方法中，这种方法的弊端和好处等等。由于时间的限制，众多未能解答的问题却反而给我们留下了思考和创新的空间。报告会最终在同学们的掌声中圆满结束。