自我介绍
祖光然，西北工业大学航空学院2017级博士研究生，师从裴扬教授。受国家留学基金委“国家建设高水平大学公派研究生”项目资助，于2021年8月至2022年8月赴新加坡南洋理工大学（南洋理工）开展了为期1年的联合培养，合作导师为南洋理工大学机械与航空宇航学院Chow Wai Tuck博士（校内职称Senior Lecturer）。
科学研究
作为Non-graduating PhD，我在NTU-Schaeffler先进技术研究室（Schaeffler Hubs for Advanced Research）从事“Cable-driven actuators for robotic arms with sensing”的研究工作。该课题以低成本工业智能拟人臂机器人为研究对象，解决目前该类机器人存在的三个问题包括线缆较多且设计复杂造成鲁棒性下降、机械臂关节处扭矩能力不足、以及单一视角对物体位置识别清晰度不高。通过对部件简化与线缆抗蠕变性设计、对关键部件使用3D打印技术替换金属件以及对比并优化图像识别常用的卷积神经网络算法，解决上述问题。
在Chow博士的指导下，我在该项目中主要承担了两项工作。
第一，同团队人员合作，完成了小型工业机器人手臂结构CAE设计。考虑到兼顾机械臂减重、预留线缆穿插以及加工难度这三个需求，利用ANSYS对结构完成优化设计，随后再根据制造加工需求对部分区域重新设计，以达到形态简单、易于加工的目标。目前，该手臂结构实体的初期模型已经制造完成。通过此项工作，我了解了拟人臂机器人的基本特征以及线缆式拟人臂机器人的主要设计思路，同时，对此类机器人的迭代式设计方案制定、结构优化后的二次设计等工作有了亲身体会。
第二，在3D虚拟仿真平台上复现机器人手臂抓取物体动作。首先，依据平台中较为成熟的机器人手臂模型，分别建立环境、与本课题接近的机器人手臂以及所识别的物体，随后，调整该数字机器人手臂参数，使之运动范围在合理区间、具有可重复性且能够人工介入。接下来，根据单一视角识别物体需要，我学习了MaskR-CNN算法基本原理，并以课题组内原有积累，改编完成了适用于在单一小内存GPU上运行，能够用于单视图单物体的6D位姿估计程序。经过与原程序运行对比，运行效率虽然降低了6.21%，但预测结果与原程序基本一致，但由于时间原因，未能完成将程序与数字机器人手臂对接的工作。通过此工作，我掌握了拟人臂机器人在数字化仿真平台建模全流程，系统学习了Pytorch框架下实现MaskR-CNN算法编写的步骤。并且理解了CNN实现机器学习的过程，初步实现了将全GPU运算改造为GPU+CPU异构运算的方法。这项工作对我博士论文的研究有很显著的帮助。
日常生活
在新加坡联培期间，我参观调研了中资机构以及部分高校产学研平台发展。在新加坡中国学联的组织下，我前往了中国银行、海康威视、华为等中资机构，了解了他们在新加坡的发展历程、主要产品、发展规划，与技术负责人交流了有关技术层面、产学研合作、毕业生求职所需技能等问题。此外，访问了南洋理工大学科技转化有关机构，对该校学者和博士生科研成果商业化的过程做了初步分析与研究。上述经历对我开阔科研工作的思路将会起到重要的帮助。
我积极参与志愿服务。我与武汉理工大学博士生李刚通过我们个人的微信公众号，为前往新加坡的国家公派访问学者、联培博士生提供了从申请、入境、生活到回国的全方位指南。随后，我和西安交通大学、西南石油大学的学生共同编写了两本实用手册。许多公派学生学者反馈这些手册和资源为他们提供了及时有效的帮助，他们也感受到了西工大学生的社会责任感。
面向国家公派新加坡学生学者的两本服务手册
此外，我还有幸作为在新留学生代表之一，与中国驻新加坡大使孙海燕博士的进行了交流座谈。孙大使向我们介绍了她在国外留学期间和在国内工作的历程，并叮嘱我们要学真本领、下真功夫、做真学问，同时要做好中新交流的民间使者，身体力行讲好中国故事。
与孙海燕大使座谈会现场(图源：驻新加坡大使馆官网）
在新加坡学习期间，我还同教育处康凯参赞、主管留学生工作的乔丹老师做了多次面对面交流。他们勉励我认真做好科研，把在新加坡所学用于解决实实在在的问题，也期望我回国后能够继续发挥互助精神，为公派到新加坡的同学提供力所能及的帮助。
经验分享
1. 联合培养过程不仅是精力、意志力的考验，也是对自己各方面的锻炼。在准备申请联培之前，一定要问清楚为什么、做什么、怎么做，做好诸如国内外课题差异、时间安排冲突等对博士课题有影响的风险管理。
2.外导可能不会参与博士课题，对于他们布置的任务，也不会给你提供一个非常明确的方法。所以，不要想着别人去投喂，自己要多找问题，多看论文，多尝试，提出自己的方案。
3. 在境外要多和当地人士交流。在呈现工大学子良好精神面貌的同时，也要通过沟通来了解对方的立场、观点、看法，从而在拓展自己思维角度的同时，化解一些莫须有的矛盾。
总 结
在这一年的时间里，非常感谢导师裴扬教授，有幸在裴老师和外导支持下开展科研，使我收获了满满的科研经验。衷心感谢国家留学基金委的资助！感谢母校西北工业大学的支持！感谢中国驻新加坡使馆教育处的乔丹老师，以及在新加坡结识的各位老师、同学、朋友的关心。此次联培经历是我人生当中宝贵的财富，我将再接再厉，以时不我待的紧迫感做好接下来的研究，不负所有人的期待！
