快讯：东北大学学子接连突破科研难题！
疫情期间，东大研究生践行“自强不息、知行合一”的校训精神，克服诸多困难，笔耕不辍、潜心科研，在不同领域取得多项研究突破！
吴艳敏、王鹏两项科研成果被
机器人国际顶级会议IROS2020接收
近日，机器人国际顶级会议IROS（IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems）2020接收结果公布，机器人科学与工程学院2018级硕士研究生吴艳敏、王鹏的两项科研成果被录用。
吴艳敏为第一作者、张云洲教授为通讯作者的文章EAO-SLAM: Monocular Semi-Dense Object SLAM Based on Ensemble Data Association由东北大学、香港中文大学和英国阿尔斯特大学共同完成，东北大学为第一完成单位。该论文以机器人环境感知为研究目标，首先提出了一种集成数据关联策略以应对SLAM中的不同测量量，然后采用孤立森林和线段对齐算法估计物体位姿，并提出了一种轻量化语义地图的构建方法，最终创建了半稠密语义地图和面向物体的轻量化地图。这项研究突破了语义SLAM的局限性，对于机器人感知、导航、抓取等任务过程中实现精准决策与交互具有重要意义。
王鹏为第二作者的文章TP-TIO:A Robust Thermal-Inertial Odometry with Deep ThermalPoint由东北大学机器人学院REALLAB 课题组与卡内基梅隆大学机器人研究所共同合作完成，东北大学为第二完成单位，指导教师为方正副教授和Sebastian Scherer教授。该论文提出了一个新的红外图像上的特征点提取网络（ThermalPoint），在提高实时性的同时仍能维持精度，还通过新的网络训练方式，将仿真和真实的固定模式噪声施加到训练集，提高了网络的抗红外图像固定模式噪声的能力，最后将其应用于视觉惯导里程计算法(VIO)。该方法的提出使得机器人在烟雾等极端场景下实现鲁棒的位姿估计成为可能。
据悉，IROS由IEEE（电气和电子工程师协会）和RSJ（日本机器人学会）共同举办，是机器人领域三大国际顶级会议之一，今年的主题为Consumer Robotics and Our Future，接收来自机器人与人工智能、机器人视觉、传感器、云机器人等相关领域的研究。会议开办三十余年来，其展示的成果为机器人技术、产品和服务水平的持续发展奠定了坚实基础。据了解，REALLAB课题组已连续两年在IROS上发表文章，去年，机器人学院19届硕士毕业生赵世博为第一作者，方正副教授为通讯作者的文章ARobust Laser-Inertial Odometry and Mapping Method for Large-Scale Highway Environments被IROS 2019收录，该研究成果由东北大学、腾讯无人驾驶实验室、卡内基梅隆大学共同完成，东北大学为第一完成单位。
该论文提出了一种新颖的激光惯性里程计和建图方法，可以实现在大型高速公路环境中实时低漂移和鲁棒的姿态估计。这项研究很好的克服了无人车在高速、动态场景下的位姿估计问题，将SLAM理论实用化又向前推进了一步。
张阔在国际水环境生态领域顶级期刊
WaterResearch发表学术论文
近日，机械工程与自动化学院过程装备与环境工程研究所朱彤教授团队在厌氧氨氧化技术领域研究取得新进展，相关成果以A novel coupling process with partial nitritation-anammox and short-cut sulfur autotrophic denitrification in a single reactor for the treatment of high ammonium-containing wastewater为题发表于国际水环境生态领域顶级期刊WaterResearch。该期刊近五年综合影响因子9.639（NatureIndex 1.0）。东北大学为该论文第一完成单位，第一作者为机械工程与自动化学院博士生张阔，通讯作者为朱彤教授和王有昭副教授。
据悉，厌氧氨氧化技术是近年来污水处理领域的新兴高效技术之一，对该技术进行深度开发研究有助于废水中的中高浓度氨氮污染物的去除。针对该技术反应过程产生部分硝态氮污染物的现状，文章将硫自养反硝化技术与其进行一体化的系统耦合，在开发新型系统的基础上，对关键参数进行了整合优化，最终反应系统在高氨氮负荷的条件下，其总氮污染物的去除率达到98%。与常规的厌氧氨氧化-硫自养反硝化两步式工艺相比较，其硫酸盐副产物降低60%。与此同时，文章利用微生物学高通量测序分析与同位素追踪等分析手段从机理上论证了该工艺的高效性，为这种新型耦合系统及工艺的高效性提供了理论依据，为厌氧氨氧化技术在废水处理领域的应用提供了新的思路。
另讯近年来朱彤教授团队数十项研究成果相继发表在Chemical Engineering Journal（影响因子10.625）、Journal of Hazardous Materials（影响因子9.038）、BioresourceTechnology（影响因子7.539）、Journal of Cleaner Production（影响因子7.491）、Journal of Colloidand Interface Science（影响因子7.489）、Science of the total environment（影响因子6.551）等环境领域的顶级期刊上。
仝军伟破解反铁磁材料研究前沿难题
反铁磁材料
反铁磁材料由于材料内部相邻的不同磁晶格的磁矩相互抵消对外不表现宏观磁性，这使反铁磁材料的操控、探测和应用都存在巨大的困难。最近几年，随着相关新理论和新技术的发展，反铁磁材料具有的超高抗磁场干扰能力以及超快动力学等特点受到了广泛关注。但是，当前的科学研究普遍认为由于反铁磁材料内部近邻磁矩相互抵消，反铁磁材料中无法产生自旋极化的电流，成为反铁磁材料应用的瓶颈之一。
最近，东北大学材料学院张宪民教授研究组从打破反铁磁材料对称性考虑，提出在反铁磁材料的特定晶向施加偏压，进而打破反铁磁材料中磁性亚点阵晶格的对称性，诱导高效的自旋极化电流。该创新性理论工作以东北大学为第一单位发表在美国物理联合会期刊[Applied Physics Reviews.7, 031405 (2020)，期刊影响因子 17.0]，该工作被Editor选为Featured Article。同时，美国物理联合会(AIP）以科学亮点(Scilight)撰写了专题评论。
该研究以(111)晶向的NiO反铁磁材料作为传输层，以Au为电极构筑了Au/NiO(111)/Au结构的器件，如图1所示。研究发现，不同偏压下通过NiO(111)层的自旋向上和向下的电流曲线不重合，说明偏压打破了NiO磁性亚点阵的对称性并在反铁磁材料中激发出了自旋极化的电流。图1(e)表明偏压为0.9V时，自旋极化率高达80%，这一数值是传统铁磁金属（Fe、 Co和Ni）的三倍，显示了在未来电子自旋器件中具有巨大的潜在应用价值。
图1. (a) NiO的共线反铁磁结构，(b) NiO的态密度，(c)设计的器件示意图，(d)不同偏压下自旋向上和向下的电流，(e)总电流和自旋极化率的偏压关系。
Au/NiO(111)/Au器件在0 V（图2a）和1V（图2b）偏压下的自旋电子透射谱，图2c为不同能量和偏压下的自旋电子透射图（红线交叉区域对应偏压窗口），显示出具有很宽的电压调控范围。
图2. 0 V（a）和1V（b）偏压下的自旋电子透射谱，不同能量和偏压下的自旋电子透射图(c)。
随着偏压的升高，电流的自旋极化率可以从正值转化为负值，显示了丰富的科学奥秘。图3为k分辨的自旋电子态密度。图3 (a)和 (b)证实了0.9V附近正的高自旋极化率起源于NiO的表面态；图3 (c)和 (d)证实了负的自旋极化率起源于高偏压下NiO的导带参与了电子的传输。
图3. k 分辨的自旋电子态密度。能量为0.26 eV的界面处自旋向上(a)和自旋向下(b)；能量为0.8 eV的中间层自旋向上(c)和自旋向下(d)。
研究工作最后系统分析了NiO层数和界面无序对自旋电流传输效率的影响，表明了该研究思路具有普适性。该工作申请了中国发明专利（CN202010459827.4），论文的第一作者为材料科学与工程学院博士研究生仝军伟，导师张宪民、秦高梧教授给予了系统指导，中国科学院苏州医工所周连群研究员和吉林大学田夫波教授等一起分析并讨论了研究结果。该工作受到了国家自然科学基金(Nos. 51971057, 51675517)和中央高校基本科研业务费(Nos. N180206003 and N2002023)的资助。
于力一获得中国过程控制会议
“张钟俊院士优秀论文奖”
在第31届中国过程控制会议上，流程工业综合自动化国家重点实验室博士研究生于力一获得“张钟俊院士优秀论文奖”。
在柴天佑院士的悉心指导下，博士研究生于力一和贾瑶共同完成的《基于规则推理的氧化铝蒸发过程智能设定控制》论文凭借创新的控制算法以及在工业现场取得的良好应用效果通过现场答辩，最终获得“张钟俊院士优秀论文奖”。
据悉，中国过程控制会议是由中国自动化学会过程控制专业委员会组织召开的国际性学术会议。本次会议由中国矿业大学信息与控制工程学院、徐州工程学院电气与控制工程学院、江苏省自动化学会、地下空间智能控制教育部工程研究中心承办。申奖论文需经过会议审稿并由相关领域专家书面评审，遴选出的论文由作者宣读答辩，由评奖委员会根据论文质量和答辩情况评选出获奖论文。
来源：东北大学 东北大学机器人学院 机械学院 材料学院 流程实验室 网络 摄影 | 高玉武 编辑 | 宋杨 责编 | 刘宇豪 段亚巍 孙一婷