一、导师简介
Rushi DAI博士于2025年9月就任香港科技大学（广州）城市治理与设计学域助理教授。其学术训练横跨中德两国：2024年以Summa Cum Laude最高荣誉获德国亚琛工业大学智能建造博士学位；2017年取得该校建筑学硕士学位；2014年于华南理工大学城市规划专业本科毕业，获"大学优秀毕业生"称号。
DAI博士的研究聚焦五个核心领域：Intelligent Construction and Robotic Fabrication、Digital Twins、Gamification in Human-Robot Interaction、Generative AI for 3D Scene Generation、IoT Communication in Urban Construction。其博士研究构建了基于云端的多用户平台，将数字孪生、游戏化机制、机器人制造与物联网技术整合应用于远程协作教学场景。
工业项目经验方面，DAI博士参与了三个代表性工程：德国亚琛西参考建筑工地的LoRaWAN物联网系统部署；美的工业4.0智能工厂数字化转型项目（总投资1亿元人民币）；CARACOL机器人3D打印软件开发。上述项目覆盖从施工现场到智能制造的多元场景，体现了研究与工程实践的双重能力。
博士后阶段，DAI博士在香港建筑机器人中心深化生成式AI在智能建造中的应用研究，侧重技术转化与落地实施。她曾在CAADRIA、RobArch、AEC Hackathon等学术会议主持工作坊，主题涵盖机器人制造、人机交互与数字孪生集成。研究成果发表于Construction Robotics期刊，并在CAADRIA、ACADIA等顶级会议展示，推进了计算导向与人本中心的建造创新。
二、近期文章和项目解析
2.1 数字孪生技术体系
数字孪生概念源于2002年密歇根大学Michael Grieves博士提出的产品生命周期管理模型，2011年NASA研究人员首次使用"Digital Twin"术语。建筑领域的数字孪生指通过3D激光扫描、无人机、传感器、摄像头等物联网设备采集数据，构建物理资产的动态数字复制品。拉斯维加斯2022年发布的7平方公里市区数字孪生模型，以及美国2021年基础设施法案对该技术的投资支持，表明其已成为行业关键工具。
DAI博士开发的云端教育平台将数字孪生用于教学场景，这一应用延伸了传统边界。Construction Robotics期刊收录的研究显示，数字孪生可提升BIM模型的分析能力，实现实时状态监控、资源管理、进度跟踪与风险预演。其价值延续至运维阶段：设施管理者可获取结构性能、能耗、 occupancy数据；维修时精准定位问题区域；KONE公司曾利用电梯数字孪生分析乘客流动模式，优化等待时间。
2.2 游戏化人机协作机制
游戏化指将游戏设计元素应用于非游戏情境。Springer期刊2025年发表的研究指出，游戏化设计通过团队成就、进度反馈、相互依赖目标等机制，可增强人机协作中的信任建立。认知信任与情感信任构成两个维度：前者基于机器人能力评估，后者源于互动体验。实验数据显示，游戏化交互使认知信任提升0.57单位，情感信任提升0.40单位，其中趣味性设计对情感信任的促进效果尤为显著（平均增幅0.89单位）。
DAI博士将游戏化引入人机协作研究，与上述理论方向高度契合。她在CAADRIA与RobArch会议的工作坊内容证实，其研究关注点包括协作挑战、合作目标设定与奖励机制设计。这种设计将机器人预设为人类合作伙伴，通过强调技能互补与团队成就，强化认知维度的信任基础。
2.3 机器人制造的多尺度应用
机器人制造涵盖弧焊机器人、点焊机器人、激光焊机器人、等离子切割机器人、3D打印机器人、自动化物料搬运机器人及钢筋加工放置机器人七种主要类型。ScienceDirect 2023年刊载的砌体拱结构研究展示了三种协作方法：顺序法、悬臂法与三机器人优化法，验证了无脚手架施工的可行性。
DAI博士在CARACOL的3D打印软件开发经验直接关联增材制造机器人应用。美的智能工厂项目则涉及自动化物料搬运与生产流程优化。参与亚琛西参考工地的LoRaWAN物联网系统为其提供了施工现场通信基础设施的实践经验。这三类场景覆盖了从构件预制到现场施工的完整链条。
三、未来研究预测
3.1 生成式AI与3D场景生成的深度融合
DAI博士博士后阶段已着手研究生成式AI在智能建造中的应用。该方向可能发展出基于文本或草图输入自动生成施工方案的系统，整合结构安全、材料效率与施工可行性多目标优化。数字孪生可为生成模型提供训练数据与验证环境，形成"生成-模拟-迭代"闭环。城市治理与设计学域的跨学科背景为引入城市尺度生成模型提供了制度支持。
3.2 多机器人协作系统的智能化升级
现有研究多聚焦预设路径的机器人协作。未来研究可能探索动态环境下的自适应协调机制，利用边缘计算与5G通信实现实时决策。DAI博士的IoT研究基础为分布式机器人通信架构提供了技术储备。结合游戏化的人机交互设计，可能发展出人类监工与机器人集群的混合协作界面，通过可视化反馈与成就系统降低操作认知负荷。
3.3 数字孪生驱动的全生命周期管理
当前数字孪生主要服务于单个项目阶段。未来可能构建"设计-施工-运维-拆除"全流程孪生体，集成Generative AI进行预测性维护与改造方案生成。DAI博士在美的工厂的项目经验涉及工业4.0语境下的数字转型，该模式可迁移至建筑资产运维。城市治理学域的关注点可能推动研究向建筑群与城市基础设施网络扩展，探索区域尺度数字孪生的治理应用。
