88038威尼斯专栏《科苑·星坛》第五期准时启航！本期将为大家介绍杜晗恒副教授。杜老师在超精密加工技术、纳米级精度闭环控制、微纳结构智能加工、功能微纳结构表面前沿应用等方面取得了多项成果。本期将为本科生提供“微纳结构加工辅助装置的结构设计与智能控制”小微项目。期待同学们的加入，在超精密微纳结构制造与智能控制的知识探索中享受科研乐趣！

01个人简介

杜晗恒，副教授，国家级青年人才，博士生导师。博士毕业于香港理工大学，2024年入职88038威尼斯88038威尼斯。致力于航空航天、集成电路等领域高端设备对超精密加工技术和功能微纳结构元件的重大需求。主持国家自然科学基金、“敢为”计划等多个国家/省部级项目。以第一作者或通讯作者在IEEE  Transactions on Industrial  Electronics等SCI顶刊发表学术论文20余篇，合作发表Nature一篇，封面文章2篇。现担任International Journal  of Extreme Manufacturing、Research等SCI期刊的青年编委，在npj advanced  manufacturing期刊主持Next-Generation Ultra-Precision Machining: Atomic-Level  Manufacturing and Functional  Applications专刊，获第十三届上银优秀机械博士论文奖优秀奖和中国发明协会发明创业奖创新奖二等奖。指导本科生获2025年中国大学生机械工程创新创意大赛三等奖、第八届“精雕杯”毕业设计大赛优秀奖。

02 学术成果

1）设计高性能超精密加工设备

为实现硬脆材料微纳结构表面的高质量创成，研制了大行程高带宽超精密加工设备，建立了微纳定位平台的拓扑优化算法，设计了超声椭圆振动辅助装置，开展了原理样机的理论建模分析与多物理场有限元性能仿真，并集成开发了操控交互软件，如图1所示。

图1 高性能超精密加工设备

2）开发纳米级精度闭环控制技术

高精度闭环控制是实现微纳结构高效高质制造的重要技术。为解决传统控制算法存在精度低、响应慢、鲁棒性差等问题，开发了“动态驱动-在线感知-实时补偿”一体化闭环控制技术，实现了运动分辨率5 nm的多自由度任意运动轨迹追踪控制，如图2所示。

图2 纳米级精度闭环控制技术

3）提出微纳结构智能加工方法

针对传统超精密加工微纳结构存在灵活性差、加工效率低等不足，提出了快刀伺服超精密金刚石车雕方法，开发了加工路径自适应生成算法，建立了深度学习驱动的加工参数优化模型，实现了微纳结构的超精密加工参数智能优选。

图3 微纳结构智能加工

4）功能微纳结构表面前沿应用

基于光栅衍射原理，提出了纳米光栅阵列诱导的光学信息产生和加密方法，实现了超精密加工技术在信息科学领域的应用。针对Leidenfrost效应带来的热学瓶颈难题，基于微柱阵列设计了柔性结构热装甲，实现了极端高温环境下的高效液冷，为解决我国航空航天领域高端设备的高温散热难题提供了新思路。

图4 功能微纳结构表面前沿应用

03 项目介绍

1）项目简介

微纳结构加工辅助装置的结构设计与智能控制

微纳结构在光学成像、生物传感等领域应用广泛。针对现有微纳结构加工辅助装置存在行程小、带宽低、精度不足等问题，本项目基于逆压电效应设计三自由度柔性机械结构，并开展理论分析与性能测试。通过开发深度学习驱动的自适应闭环控制算法，实现微纳结构加工辅助装置的高精度、高稳定性运动控制。

2）所需能力

了解线性代数、理论力学基本知识

掌握Solidworks基本建模方法

较强实验动手能力

良好团队协作能力

3）相关事项

项目周期：3-9个月

所需人数：2-5名

4）联系方式

电子邮箱：duhanheng@buaa.edu.cn

04 老师寄语

愿同学们：

快乐学习，在知识的探索里收获成长，

开心生活，在日常的点滴中拥抱热爱，

坚定梦想，勇往直前，奔赴人生的滚烫主场。