人工智能学院-赵启立导师介绍
赵启立
副教授
博士生导师
男
人工智能学院
控制科学与工程
微操作机器人系统,面向脑科学的机器人化膜片钳系统,微操作与检测自动化
zhaoqili@nankai.edu.cn
招生信息
1
控制科学与工程
2025
2
学术型硕士
赵启立，1986.1.6出生，加拿大多伦多大学博士后，澳大利亚莫纳什大学博士后，现为南开大学人工智能学院副教授，研究方向为微操作与检测机器人，机器人化膜片钳系统。近5年主持国家级课题1项（180万），国自然基金项目2项，其他省部级项目1项，省部级项目课题1项，开放课题1项。以第一作者/通讯作者发表SCI论文20篇，其中子刊论文（Science Robotics）1篇，IEEE汇刊论文8篇，专著1部。以第一发明人授权发明专利11项，受理发明专利10项，其中PCT专利1项。入选天津市“131”人才梯队，市级XX人才项目一项，2018和2023年“中国智能制造十大科技进展”团队成员（第5和第4），2022年天津市技术发明特等奖团队成员（第4），三次入选IEEE国际会议最佳论文决赛奖， IEEE MARSS 2024“Big on Small Award” 提名奖。
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科研项目
1. 国家自然科学面上基金，No. 62273186, 面向高阻封接的膜片钳精准操作方法研究，2023/01-2026/12，54万，在研，主持。
2. 省部级重点研发课题一项，2024.10-2027.9，课题经费80万，课题负责人。
3. 省部级自然科学基金面上项目一项，2024.1-2026.12，15万，在研，主持
4. 国家自然科学基金仪器重大专项，No. 62027812, 面向清醒动物脑科学研究的机器人化主动膜片钳系统，2021/01-2025/12，775万，在研，参加。
5. 国家级项目，面向脑片的自动化膜片钳系统，No.XXXXX,2019/11-2021/12，180万，结题，主持。
6. 国家自然科学基金青年基金，No. 61903201, 基于细胞内压的精准显微操作与测量方法研究，2020/01-2022/12，23万，结题，主持。
7.天津市眼科医院开放项目，t-Sbc-RGC在近视发生的神经信号传导及对比度理论中的作用机制研究，2024430HJ0333，50万（占比50%，25万）2024.7-2027.5，参与。
8. 北京理工大学，智能机器人与系统高精尖创新中心开放基金，2019IRS05，面向神经细胞电生理信号精确测量与分析的自动化膜片钳技术，2019/10 -2022/09,5万，在研，主持。
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研究成果
代表性期刊论文
[1] Wenkun Dou#, Guanqiao Shan#, Qili Zhao#, Manpreet Malhi#, Aojun Jiang, Zhuoran Zhang, Andrés González-Guerra, Shaojie Fu, Junhui Law, Robert Hamilton, Juan Bernal, Xinyu. Liu*, Yu. Sun*, Jason. Maynes*. "Robotic manipulation of cardiomyocytes to identify gap junction modifiers for arrhythmogenic cardiomyopathy." Science Robotics, vol. 9, no. 95 : 8233. 2024.(并列第一作者，Science子刊，中科院一区顶刊，机器人领域排名第一杂志，影响因子27.64,该杂志创办以来首次发表南开大学相关成果).
[2] Qili Zhao, Mingzhu Sun, Maosheng Cui, Jin Yu, Yanding Qin, Xin Zhao*, Robotic cell rotation based on the minimum rotation force, IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, Vol.12, No.4, pp.1504-1515, 2015. (第一作者，顶刊)
[3] Jinyu Qiu#, Ripeng Zhu#, Yidi Zhang, Minghui Li, Ruimin Li, Shaojie Fu, Xin Zhao, Qili Zhao*, Robotic microscopic vision-free cell transportation based on pressure variation model inside bilayer micropipette, IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, Vo.22,pp:4134-4144, 2025 (唯一通讯作者，顶刊)
[4] Chaoyu Cui, Ruimin Li, Shaojie Fu, Shiyu Xu, Biting Ma, Minghui Li, Jinyu Qiu, Ripeng Zhu, Xin Zhao, Qili Zhao*. Robotic perforated patch clamp based on active release control of perforating materials，IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, Published online, 10.1109/TASE.2024.3417380，2024 (唯一通讯作者, 中科院一区，顶刊)
[5] Ruimin Li#, Minghui Li#, Jinyu Qiu, Ke Li, Yuzhu Liu, Chaoyu Cui, Shaojie Fu, Biting Ma, Qiongao Zhang, Maosheng Cui, Mingzhu Sun, Xin Zhao, Qili Zhao*, Precise robotic picking up of polar body for biopsy application, IEEE Transactions on Automation Science and Engineering,, Published online, 10.1109/TASE.2024.3432572,2024 (唯一通讯作者，中科院).
[6] Jinyu Qiu, Minghui Li, Ruimin Li, Yue Du, Yuzhu Liu, Mingzhu Sun, Xin Zhao, Qili Zhao*, Robotic intracellular pressure measurement based on improved balance pressure, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol.73, No. 4003209,2024. (唯一通讯作者, 顶刊)
[7] Qili Zhao#, Jinyu Qiu#, Yu Han, Yiqing Jia, Yue Du, Huiying Gong, Minghui Li, Ruimin Li, Mingzhu Sun, Xin Zhao*. Robotic patch clamp based on noninvasive 3D cell morphology measurement for higher success rate. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol.71, No. 9508812, 2022. (第一作者, 中科院二区，顶刊)
[8] Qili Zhao, Jinyu Qiu, Zeyang Feng, Yue Du, Yaowei Liu, Zimo Zhao, Mingzhu Sun, Maosheng Cui, Xin Zhao*, Robotic label-free precise oocyte enucleation for improving developmental competence of cloned embryos, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol.68, No.8, pp:2348-2359, 2021. (第一作者, 中科院二区)
[9] Biting Ma, Jinyu Qiu, Chaoyu Cui, Ke Li, Ruimin Li, Minghui Li, Yuzhu Liu, Shaojie Fu, Mingzhu Sun, Xin Zhao, Qili Zhao*, Robotic fast dual-arm patch clamp system for mechanosensitive excitability research of neurons, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol.72, No.2, pp:822-832, 2025.
[10] Yuzhu Liu, Ruimin Li, Jinyu Qiu, Biting Ma, Zuqi Wang, Minghui Li, Xin Zhao, Qili Zhao∗, Robotic inside-out patch clamp system for adherent cells based on vesicle rupture control, IEEE Robotics and Automation Letters, Vol.10.No.3, pp:3014-3021,2025.(唯一通讯作者，中科院二区，顶刊)
[11] Wenkun Dou#, Qili Zhao# (co-first author), Manpreet Malhi#, XingjianLiu, Zhuoran Zhang, Li Wang, Stephane Masse, Kumaraswamy Nanthakumar, Robert Hamilton, Jason Maynes*, Yu Sun*. Label-free conduction velocity mapping and gap junction assessment of functional iPSC-Cardiomyocyte monolayers, Biosensors & Bioelectronics (IF：10)， Vol167，112468，2020. (并列第一作者, 中科院一区，顶刊)
[12] Minghui Li, Jinyu Qiu, Ruimin Li, Yuzhu Liu, Yue Du, Yaowei Liu, Mingzhu Sun, Xin Zhao, Qili Zhao*, Robotic intracellular pressure measurement using micropipette electrode, Sensors, 2023, 23(10), 4973. (通讯作者, 中科院二区)
[13] Xian Wang#, Qili Zhao# (co-first author), Li Wang, Jun Liu, Huayan Pu, Shaorong Xie, Changhai Ru, and Yu Sun*, Effect of cell inner pressure on deposition volume in microinjection, Langmuir, Vol.34, No.35, pp.10287-10292,2018. (并列第一作者，中科院二区)
[14] Jiaju Tan#, Qili Zhao#, Xuemei Guo, Xin Zhao*, Guoli Wang* , Radio tomographic imaging based on low-rank and sparse decomposition, IEEE Access, Vol.7, pp.50223 - 50231, 2019. (并列第一作者，中科院二区)
[15] Yiqing Jia#, Qili Zhao#, Hongqiang Yin#, Shan Guo, Mingzhu Sun, Zhuo Yang*, Xin Zhao*, Reaction–diffusion model-based research on formation mechanism of neuron dendritic spine patterns. Frontiers in Neurorobotics. Vol.15. 10.3389，2021. (并列第一作者，中科院三区)
[16] Yaowei Liu#, Maosheng Cui#, Yumeng Sun, Zeyang Feng, Yunxiang Bai, Mingzhu Sun, Qili Zhao*, Oocyte orientation selection method based on the minimum strain position in the penetration process, Journal of Applied Physics,125, 154701,2019. (并列通讯作者，中科院三区)
[17] Yaowei Liu, Maosheng Cui, Jingjing Huang, Mingzhu Sun, Xin Zhao, Qili Zhao*, Robotic micropipette aspiration for multiple cells, Micromachines, Vol.10, No.5, 2019. (通讯作者，中科院三区)
[18] Qili Zhao#, Bijan Shirinzadeh#, Maosheng Cui#, Mingzhu Sun, Xin Zhao*, A novel cell weighing method based on the minimum immobilization pressure for biological applications, Journal of Applied Physics, 118(4), 2015. (并列第一作者，中科院三区)
[19] Qili Zhao#, Ming Wu#, Maosheng Cui#, Yanding Qin#, Jin Yu, Mingzhu Sun, Xin Zhao* and Xizeng Feng*, A novel pneumatic micropipette aspiration method using a balance pressure model, Review of Scientific Instruments, Vol. 84, 123703, 2013. (并列第一作者，中科院四区)
[20] 赵启立, 邱金禹, 李明慧, 孙明竹, 孙涛, 谌辉, 赵新*. 倾听脑神经细胞声音的机器人——面向脑科学研究的机器人化膜片钳系统[J]. 机器人, 44(6): 720-731, 2022.
[21] 赵启立，崔茂盛，孙明竹，秦岩丁，赵新*，基于运动学模型的细胞拨动方法研究，机器人, Vol.36, No.4, pp.436-445,2014.
第一发明人授权专利
[1] 一种基于细胞核动态漂移建模的细胞核操作方法, 中国发明专利，ZL202010862099.1, 授权，赵启立，赵新，邱金宇，孙明竹，韩宇，贾祎晴, 2020.8.26
[2] 一种机器人化测细胞弹性的方法, 中国发明专利， ZL201910448638.4, 授权，赵启立，刘曜玮，赵新，孙明竹，崔茂盛, 2019.05.28
[3] 一种细胞内压测量方法, 中国发明专利，ZL202010376357.5, 授权，赵启立，赵新，邱金禹，孙明竹，孙雨萌, 2020.05.07
[4] 一种基于细胞朝向的定量去核方法, 中国发明专利，ZL202010861832.8, 授权，赵启立，赵新，邱金禹，孙明竹，韩宇，贾祎晴, 2020.8.25
[5] 一种无接触贴壁细胞三维形态测量方法及细胞封接方法, 中国发明专利, ZL202011151720.X，赵启立，赵新，韩宇，贾祎晴，邱金禹，于宁波，孙明竹，2020.10.26
[6] 一种无视觉反馈的细胞转运方法, 中国发明专利，ZL 202111455703.X赵启立，赵新，邱金禹，张艺荻，李明慧，孙明竹，2023.12.1
[7] 快速单细胞转移用细颈微针及制备方法及细胞转运方法,中国发明专利，ZL 202111445791.5，赵启立，赵新，邱金禹，张艺荻，李明慧，孙明竹, 2023.11.3
[8] 一种机器人化的贴壁细胞三维定位方法，中国发明专利，ZL 202010376359.4，赵启立，赵新，韩宇，贾祎晴，孙明竹，于宁波，2023.6.9
[9] 基于囊泡破裂过程检测的机器人化内面朝外膜片钳技术，中国发明专利，ZL 2023114938242，赵启立、赵新、刘雨竹、李瑞敏、邱金禹，2023.11.10
[10] 一种细胞局部外环境调控方法, 中国发明专利，ZL2023109569159，赵启立、赵新、崔朝宇、李明慧、李瑞敏，2024.12.26
第一发明人受理专利
[1] 赵启立、赵新、付少杰、姚小予、邱金禹，一种膜片钳高阻封接动态建模与控制方法，PCT专利，PCT/CN2024/090351，2024.4.29，已受理
[2]赵启立、赵新、马碧婷、李可、邱金禹、孙明竹，一种自动化双电极膜片钳操作方法，CN2023114999886，2023.11.13，已受理
[3]赵启立、赵新、付少杰、姚小予、邱金禹，一种膜片钳高阻封接动态建模与控制方法，CN2023114933643，2023.11.13，已受理
[4] 赵启立、赵新、朱日芃、邱金禹、李明慧、李瑞敏，一种力学-电学导引的细胞自动转运方法，CN202311176687X，2023.09.13，已受理
[5] 赵启立、赵新、崔朝宇、李明慧、李瑞敏、邱金禹，一种机器人化定量穿孔破膜方法，CN2024104272916，2024.04.10，已受理
[6] 赵启立,赵新,李瑞敏,邱金禹,李明慧，一种在体动态荧光成像控制建模方法，CN2023108853463，2023.07.19，已受理。
[7] 赵启立,赵新,崔朝宇,李明慧,李瑞敏，一种复合型微管制备方法及局部细胞外环境调控方法，发明专利，CN2023109569159, 2023.08.01,已受理。
[8] 赵启立,赵新,李明慧,邱金禹,李瑞敏,孙明竹，一种基于微管电极电阻的细胞内压测量方法，发明专利，CN2023104319049, 2023.04.21, 已受理。
[9] 赵启立,赵新,李明慧,李瑞敏,邱金禹，一种细胞极体的精准抽取方法，发明专利，CN202310871945X，2023.7.17，已受理。
[10]赵启立,朱日芃,赵新,邱金禹,张艺荻，一种基于微管气压变化的细胞吸持和释放检测方法，发明专利，CN2024107128442，2024.6.4,已受理。
[11] 赵启立,郭子键,赵新,李瑞敏,邱金禹,一种自动化盲法膜片钳操作方法, 发明专利，CN 2024119113645，2024.12.24，已受理。
[12] 赵启立,赵新,邱金禹,李瑞敏,李丙新,付少杰，一种气压-电压共同驱动的膜片钳高阻封接方法，CN 202411912347.3，2024.12.24，已受理。
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学校介绍
南开大学是教育部直属重点综合性大学，是敬爱的周恩来总理的母校。新中国成立以来，学校发展始终得到党和国家的亲切关怀。毛泽东主席题写校名、亲临视察；周恩来总理三回母校指导；邓小平同志会见数学大师陈省身，批示成立南开数学研究所；江泽民同志、胡锦涛同志先后视察南开。特别是党的十八大以来，习近平总书记多次对南开的发展给予肯定，并对相关工作回信和勉励，更在百年校庆之际亲临南开视察。
南开大学由严修、张伯苓秉承教育救国理念创办，肇始于1904年，成立于1919年。1937年校园遭侵华日军炸毁，学校南迁。1938年与北京大学、清华大学合组西南联合大学，被誉为“学府北辰”。1946年回津复校并改为国立。
新中国成立后，经历高等教育院系调整，成为文理并重的全国重点大学。改革开放以来，天津对外贸易学院、中国旅游管理干部学院相继并入，经教育部与天津市共建支持，学校发展成为国家“211工程”和“985工程”重点建设的综合性研究型大学。2015年9月，新校区建成启用后，初步形成了八里台校区、津南校区、泰达学院“一校三区”办学格局。2017年9月，入选国家42所世界一流大学建设高校，且为36所A类高校之一。
南开大学坚持“允公允能，日新月异”的校训，弘扬“爱国、敬业、创新、乐群”的传统和“文以治国、理以强国、商以富国”的理念，以“知中国，服务中国”为宗旨，以杰出校友周恩来为楷模，作育英才，繁荣学术，强国兴邦，传承文明，努力建设世界一流大学。
南开大学占地443.12万平方米，其中八里台校区占地121.60万平方米，津南校区占地245.89万平方米，泰达学院占地6.72万平方米。校舍建筑总面积195.19万平方米。按照“独立办学、紧密合作”的原则，与天津大学全面合作办学。
南开大学是国内学科门类齐全的综合性、研究型大学之一。在长期办学过程中，形成了文理并重、基础宽厚、突出应用与创新的办学特色。有专业学院26个，学科门类覆盖文、史、哲、经、管、法、理、工、农、医、教、艺等。
南开大学拥有一支公能兼备、业务精湛、奋发有为、充满活力的师资队伍。有专任教师2202人。其中，博士生导师885人、硕士生导师783人，教授898人、副教授857人。
南开大学具备培养学士、硕士和博士的完整教育体系。有在校学生31418人，其中本科生17005人，硕士研究生10299人，博士研究生4114人。有网络专科学生40230人，网络本科学生73029人。
学校积极构建和发展适应21世纪经济社会发展和人才培养需要的学科体系，有本科专业93个（其中国家级特色专业18个），硕士学位授权一级学科11个，硕士专业学位授权点27个，博士学位授权一级学科31个，不在一级学科覆盖下的二级博士点1个，博士后科研流动站28个。有国家“双一流”建设学科5个，一级学科国家重点学科6个（覆盖35个二级学科），二级学科国家重点学科9个，一级学科天津市重点学科32个，国家级一流本科专业建设点21个，省级一流本科专业建设点2个。有国家重点实验室2个，国家工程研究中心1个，国家地方联合工程研究中心1个，2011协同创新中心3个。教育部重点实验室7个，教育部工程研究中心3个，教育部国际合作联合实验室2个，国家环境保护重点实验室1个，国家人权教育与培训基地1个，教育部人文社会科学重点研究基地6个，省部共建协同创新中心1个，教育部国别和区域研究基地7个（培育基地1个、备案基地6个），示范性国家国际科技合作基地4个。国家级实验教学示范中心5个，国家级虚拟仿真实验教学中心2个，国家虚拟仿真实验教学项目2项，国家基础学科人才培养和科学研究基地9个，国家教材建设重点研究基地1个，国家大学生文化素质教育基地1个，中华传统文化传承基地2个，国家创新人才培养示范基地1个。天津市重点实验室20个，天津市工程技术中心4个，天津市普通高等学校实验教学示范中心14个，天津市普通高等学校实验教学示范中心建设单位1个，天津市国际科技合作基地22个，天津市人文社科重点研究基地9个，天津市高校智库8个，天津市社科实验室5个，天津市爱国主义教育基地1个。
有中国科学院院士11人，中国工程院院士4人，发展中国家科学院院士8人，教育部“长江学者奖励计划”特聘教授44人、青年学者19人，“国家杰出青年科学基金”获得者57人、“国家优秀青年科学基金”获得者39人，国家“万人计划”领军人才27人、青年拔尖人才15人，国家“百千万人才工程”入选者30人，教育部“跨世纪人才基金”获得者21人、“新世纪优秀人才支持计划”入选者158人，国家级有突出贡献的专家22人，国务院学位委员会学科评议组成员16人，国家自然科学基金创新研究群体负责人6人，“国家高技术研究发展计划（863计划）”首席科学家3人，“国家重点基础研究发展计划（973计划）”首席科学家15人，国家重点研发计划项目负责人24人。国家级教学名师奖获得者7人，国家级教学团队9个，教育部“高校青年教师奖”获得者8人。天津市杰出人才8人，天津市“人才发展特殊支持计划”领军人才3人、青年拔尖人才11人、高层次创新创业团队带头人11人，天津市有突出贡献专家7人，天津市杰出津门学者3人，天津市“131”创新人才培养工程第一层次人选63人、创新型人才团队带头人17人，“天津市杰出青年科学基金”获得者40人，天津市级教学名师奖获得者35人，天津市级教学团队18个。
南开大学既是教学中心，又是科研中心，取得了一批国内外公认的优秀成果。2019年，周其林院士领衔完成的“高效手性螺环催化剂的发现”项目获国家自然科学奖一等奖。2007—2018年以第一单位获得国家自然科学二等奖4项，国家科技进步二等奖1项，国家技术发明二等奖1项。获国家教学成果奖46项，国家级精品资源共享课31门，国家级精品视频公开课15门，国家级一流本科课程31门，中国专利优秀奖1项，中国青年科技奖2项，全国百篇优秀博士论文累计入选20篇。2018年以来，南开学者团队以第一完成单位在Science上发表研究论文6篇。
南开大学秉承“知中国，服务中国”的优良传统，立足“四个服务”职责使命，聚焦“一带一路”、京津冀协同发展、雄安新区建设等国家和区域发展战略，积极发挥学科、人才和技术优势，努力为国家和地方经济社会发展服务。习近平新时代中国特色社会主义思想研究院、21世纪马克思主义研究院、亚太经济合作组织研究中心、中国新一代人工智能发展战略研究院、经济与社会发展研究院、滨海开发研究院、人权研究中心、津南研究院、统计研究院、生态文明研究院等研究机构是国家有关部委和地方政府的“智囊团”和“人才库”。学校按照“国家急需，世界一流”的原则，全面对接“创新驱动发展”战略、“中国制造2025”等的实施，积极推动各类协同创新中心和若干高层次交叉科学中心建设，与一批高校、企业、科研院所、政府部门建立了紧密合作关系。
南开大学重视学生德、智、体、美、劳全面发展，构建南开特色的“公能”素质教育体系，探索“课堂教学－校园文化－社会实践”三位一体育人模式。以“注重素质、培养能力、强化基础、拓宽专业、严格管理、保证质量”为教学指导思想，实行弹性学制、学分制、主辅修制、双学位制。注重培育优良校风，大力加强校园文化建设，为学生营造丰富高雅、活泼向上的成长氛围。推进创新创业教育，开办“创业班”，推进“南开大学学生创新创业实践基地”建设，提升学生创新能力，助力学生创业计划落地。大力开展“师生同行”社会实践，搭建师生“受教育、长才干、作贡献”的互动平台。南开毕业生以专业基础扎实、综合素质全面、富于开拓精神和实践能力而受到社会各界青睐。
南开大学有着广泛的国际影响，与320多所国际知名大学和国际学术机构建立了合作与交流关系；有专兼职外国专家400余人，以及来自114个国家和地区的2000余名留学生在校学习；承建了英国格拉斯哥大学孔子学院等8所海外孔子学院；与英国牛津大学、伯明翰大学、韩国SK集团共建国际联合研究中心；与世界经济论坛（达沃斯论坛）、全球大学领导者论坛（GULF）、国际公立大学联盟（IFPU）、国际大学联合会（IAU）、世界工程组织联合会（WFEO）等国际组织保持着密切联系，通过积极参与各类国际组织活动，进一步推动与世界一流大学、机构的实质性、深层次合作。
南开大学先后授予数学家陈省身、物理学家吴大猷、经济学家扬·米尔达尔、美国科学院院士蒋－卡洛·若塔、哈佛大学医学院教授摩斯·居达·福克曼、台湾海基会前董事长江丙坤、美国莱斯大学校长李达伟、世界经济论坛主席克劳斯·施瓦布、新加坡总统陈庆炎、法国宪法委员会主席洛朗·法比尤斯等10位国际著名人士名誉博士称号。诺贝尔奖获得者杨振宁、李政道、罗伯特·蒙代尔、彼得·杜赫提、卡尔·巴里·夏普莱斯、弗农·洛马克斯·史密斯、罗伯特·恩格尔、巴里·詹姆斯·马歇尔、托马斯·萨金特，美国前国务卿基辛格，韩国前总统金大中，欧盟委员会前主席、意大利前总理罗马诺·普罗迪，著名作家金庸等被聘为名誉教授，一批海内外知名学者、著名政治家、企业家任客座教授、兼职教授。
南开大学将深入贯彻落实习近平总书记来校视察重要讲话精神，全面贯彻党的教育方针，坚持社会主义办学方向，落实立德树人根本任务，践行“四个服务”重要使命，加快建设南开品格、中国特色、世界一流大学，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，为实现中华民族伟大复兴做出新一代南开人的历史贡献。
（数据截至2020年12月）
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