山东大学IRC 赵海森 教授
报告生成时间：2026年
个人主页：haisenzhao.github.io
所属团队：山东大学计算机科学与技术学院 / 交叉研究中心(IRC)
一、学者基本信息
| 项目 | 信息 |
|---|---|
| 姓名 | 赵海森（Haisen Zhao） |
| 现任职务 | 山东大学计算机科学与技术学院教授（2022年10月入职）；博士生导师、硕士生导师 |
| 办公地点 | 山东大学青岛校区 N3 楼 |
| 电子邮箱 | haisenzhao@sdu.edu.cn；haisenzhao@gmail.com |
| 学科归属 | 计算机科学与技术；计算机应用技术 |
| 团队平台 | 山东大学交叉研究中心（IRC），英文主页明确写明 "a member of the Interdisciplinary Research Center" |
| 核心研究方向 | 计算机图形学、数字几何设计与计算几何；面向智能制造的几何计算，包括可制造性分析（manufacturability analysis）、工艺与工序规划（process sequencing）、刀路规划（toolpath planning）、微结构设计（microstructure design）、增材—减材混合制造（ASHM）、机器人建造与木工建造（carpentry / robotic fabrication） |
| 方法论标签 | 领域专用语言（DSL）驱动的设计—制造统一表达、集合覆盖与空间划分优化、连续低曲率空间填充曲线、物理性能与几何结构紧耦合优化、神经引导的可达性分析 |
| 代表性发表 | ACM TOG、ACM SIGGRAPH / SIGGRAPH Asia、IEEE TVCG、IEEE IROS、Computer Graphics Forum、CVPR、3DV 等 |
| 科研产出规模 | 个人主页中文简介：发表论文数十篇，出版专著 1 部，申请国家发明专利十余项、美国发明专利 1 项 |
| 主持项目 | 国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（海外）；国家重点研发计划课题（2024YFB3309502-1）；国家自然科学基金面上项目（62472257）；国家自然科学基金联合基金重点支持项目课题（U23A20312-2） |
| 人才称号 | 国家级青年人才；国家海外高层次青年人才；山东大学杰出中青年人才；2022 年国家优秀青年科学基金（海外）获得者 |
| 主讲课程 | 人机交互技术（教师主页"授课信息"栏） |
赵海森的学术身份可以用一句话定位：他是 IRC 内部把"几何计算"直接接到"车间设备"上的那个人。IRC 的传统优势在几何处理、可视分析与三维视觉，而赵海森的研究构成了团队中唯一以"设计—工艺—刀路—装备"全链条为对象、并以物理制造结果为验收标准的支线。这一定位使他同时挂在三条网络上：IRC 的几何计算共同体、以陈宝权为源头的"北大—山大"图形学谱系、以及以华盛顿大学 GRAIL 与 IST Austria 数字制造组为两端的国际计算制造网络。
二、教育背景与职业履历
赵海森是典型的"山大本土培养 + 两站海外博士后 + 回校独立建组"路径，全部学历与现职均在山东大学完成，中间插入美国与奥地利两段博士后。
| 时间 | 阶段 | 单位与说明 |
|---|---|---|
| 2007.09—2011.06 | 本科 | 山东大学，数字媒体技术专业，工学学士。学院英文简介写作 "School of Software"，即软件学院开设的数字媒体技术专业 |
| 2011.09—2014.06 | 硕士 | 山东大学，计算机软件与理论专业，工学硕士。学院英文简介写作 "School of Computer Science and Technology" |
| 2014.09—2018.12 | 博士 | 山东大学，计算机科学与技术专业，工学博士。导师为陈宝权教授（2013 年 7 月起任山东大学计算机科学与技术学院与软件学院院长） |
| 2019.03—2021.03 | 博士后 | 美国华盛顿大学（University of Washington），计算机科学与工程 GRAIL 组（Computer Graphics Group），合作导师 Adriana Schulz 教授 |
| 2021.09—2022.08 | 博士后 | 奥地利科学技术研究所（Institute of Science and Technology Austria, IST Austria），计算机图形与数字制造组（Computer Graphics and Digital Fabrication Group），合作导师 Bernd Bickel 教授 |
| 2022.10—至今 | 教授 | 山东大学计算机科学与技术学院，并入 IRC |
关于博士师承的准确表述。 多个一手来源相互印证：山东大学教师主页写明"2018 年 12 月获得山东大学工学博士学位，导师为陈宝权教授"；学院英文简介写明 "completed his Ph.D. from Shandong University (2018) under the supervision of Baoquan Chen"；其学生钟凡超的个人主页亦记载博士期间赴北京大学交流并受陈宝权教授指导。因此"陈宝权—赵海森"是明确可考的师生边，而非"屠长河—赵海森"。（需注意区分：中文学界常见的误传是把 IRC 所有图形学博士都归到屠长河门下，赵海森不属此列。）
关于博士后经历的准确表述。 公开资料只支持两站：华盛顿大学（约 2019—2021，官方介绍仅到年份粒度，月份细节据其个人资料）与 IST Austria（约 2021—2022）。网传"多伦多大学博士后"无任何一手来源支持，应予排除。两站之间的过渡期，公开资料未说明安排。
研究路径的三段式演进。 第一阶段（2014—2018，博士期）聚焦"增材制造的可打印性"：TOG 2014 的 Build-to-Last（蜂窝状内部结构的强度—重量优化，与吕琳、Andrei Sharf、Daniel Cohen-Or、陈宝权等合作）、TOG 2016 的 Connected Fermat Spirals（分层制造的连续低曲率空间填充曲线，SIGGRAPH 2016，第一作者）、TOG 2016 的 Printed Perforated Lampshades（连续投影图像的可打印灯罩）、TVCG 2019 的 Strong 3D Printing by TPMS Injection。第二阶段（2018—2022）转向"减材与建造"：TOG 2018 的 DSCarver（Decompose-and-Spiral-Carve，分解—螺旋雕刻）与 TOG 2020 的 VDAC（Volume Decompose-and-Carve）确立了"体积分解 + 雕刻"这一减材制造几何范式；博士后期间产出 CGF/SGP 2021 的 Fabrication-Aware Reverse Engineering for Carpentry、IROS 2021 的 Robotic Jigsaws（非完整约束切割机器人的路径规划）、TOG 2022 的 Co-Optimization of Design and Fabrication Plans for Carpentry（SIGGRAPH 2022，第一作者）。第三阶段（2022 回国后）进入"AI + 混合制造"：以 VASCO（TOG / SIGGRAPH Asia 2023）提出增材—减材体积与表面协同分解，随后沿 DeepMill（SIGGRAPH 2025）、Refab（TOG / SIGGRAPH Asia 2025）、Chapper（TOG / SIGGRAPH Asia 2025）、DeepMill++（SIGGRAPH 2026）形成"神经方法 + 经典几何"的双轨路线，并在 2026 年扩展到 InFuse（TVCG 2026，原位打印—注料混合）与 SLIM（晶格细化算子学习）等新方向。
这一演进逻辑清晰：从"如何打印得动"到"如何雕刻得出"，再到"如何让设计、工序、刀路与设备协同最优"。第三阶段的转向与 2022 年入选国家优青（海外，项目 2023 年启动）、2024 年获批国家重点研发计划课题在时间上完全吻合，说明其回国后的研究方向是被国家级任务重新锚定的。
三、学生培养情况
赵海森是博士生导师与硕士生导师，依托 IRC 组队，团队文化可从学生个人主页与论文署名中直接观察到。以下严格区分"直接指导 / 教师主页在册 / 论文合作"三类，仅列有公开依据者。
3.1 明确直接指导（学生个人主页自述 supervised by Prof. Haisen Zhao）
| 人员 | 身份 | 公开依据与代表性成果 |
|---|---|---|
| 钟凡超（Fanchao Zhong） | 博士生（2021.09 起），与吕琳教授共同指导 | 个人主页写明 "under the supervision of Prof. Haisen Zhao and Prof. Lin Lu"；IRC 成员。VASCO（TOG / SIGGRAPH Asia 2023）、As-Continuous-as-Possible Extrusion（TOG 2023）、DeepMill（SIGGRAPH 2025，共同一作）、Refab / Waste-to-Value（TOG / SIGGRAPH Asia 2025）、DeepMill++（SIGGRAPH 2026，共同一作）第一作者。2025.02—2025.05 赴北京大学 VCL 实验室访问，受陈宝权教授指导。获 2024 年山东大学校长奖学金、2024 年国家奖学金、2024 年山东大学优秀博士开题。是赵海森组当前产出最密集的核心学生 |
| 张振民（Zhenmin Zhang） | 博士生 | 个人主页写明 "supervised by Prof. Haisen Zhao"，IRC 图形学组；本科 2023 年毕业于山东大学计算机科学与技术学院。Chapper（TOG / SIGGRAPH Asia 2025）第一作者；Continuous Toolpath Optimization for Simultaneous Four-Axis Subtractive Manufacturing（CGF 2024）第一作者 |
| 徐浩（Hao Xu） | 博士生（2024.09 起） | 个人主页写明 "under the supervision of Prof. Haisen Zhao"；硕士 2024 年毕业于河南理工大学（导师徐文鹏副教授）。InFuse（TVCG 2026）第一作者；AlphaPrint（Pacific Graphics 2026）第二作者；Chapper、Carvable Packing 合作者。2025.09—2026.06 在麻省理工学院（MIT）远程研究实习；获 2025 年山东大学优秀博士开题、2025 年河南省优秀硕士学位论文 |
3.2 山东大学教师主页"学生信息"在册学生
教师主页学生信息栏公开列出的在册学生为：钟凡超、张振民、张志豪、李明泽。
- 张志豪（Zhihao Zhang）：Tune-It: Optimizing Wire Reconfiguration for Sculpture Manufacturing（ACM SIGGRAPH Asia 2024）共同第一作者。
- 李明泽：在册学生，公开论文署名中暂未见对应记录。
- 教师主页在册名单为 4 人，与学生主页自述的博士生数量存在差异，说明该栏并非完整更新（徐浩 2024 年入学但未列入），故不宜以此栏推断全部在册人数。
3.3 论文合作型学生（导师归属未公开或由他人在册）
以下人员在赵海森为通讯作者或主要合作者的论文中承担第一作者/主要作者，但公开资料未显示其导师为赵海森，按"论文合作"归类：
| 人员 | 可见成果 | 说明 |
|---|---|---|
| 王立元（Liyuan Wang） | DHMP: A Large 3D Model Dataset for Hybrid Manufacturing Process Planning（《计算机辅助设计与图形学学报》2025）第一作者；Refab 合作者 | 该数据集工作与钟凡超共同完成，属组内数据集基础设施建设 |
| 吴启兵（Qibing Wu） | Tune-It（SIGGRAPH Asia 2024）共同第一作者 | 个人主页 qibingwu.github.io 可见 |
| 薛润泽（Runze Xue） | Tune-It 合作者；WireSculptor（ICXR 2025）第一作者 | 线材雕塑弯曲成形方向 |
| 魏诚东（Chengdong Wei） | Carvable Packing of Revolved 3D Objects for Subtractive Manufacturing（Graphical Models 2025）第一作者 | 减材约束下的旋转体排样 |
| 郭书丹（Shudan Guo） | Neural Field-Based Sequence Planning for Additive-Subtractive Hybrid Manufacturing（SGP 2026 Poster）第一作者；Recovering 3D Shapes from Ultra-Fast Motion-Blurred Images（3DV 2026）合作者 | 神经场表示下的混合制造工序规划 |
| 王阳（Yang Wang） | AlphaPrint（PG 2026）第一作者；DeepMill（SIGGRAPH 2025）共同第一作者 | 时间最优刀路排序 |
| 朱月泽（Yueze Zhu） | SLIM（arXiv 2026）第一作者；Tune-It 合作者 | 与吕琳组联合培养式合作 |
| 石紫涵、付洛娇阳、辛冠泽 | FourAxis / Chapper·AlphaPrint / DeepMill++ 合作者 | 组内工程与实验支撑 |
| 张尧（Yao Zhang） | DeepMill++（SIGGRAPH 2026）共同第一作者 | 四川农业大学硕士生，跨校学生合作，指导教师为赵海森、吕琳、屠长河与北京大学王鹏帅 |
| 王鹏飞（Pengfei Wang） | Manifold k-NN（TOG / SIGGRAPH 2026）第一作者 | IRC 博士生，导师为屠长河与辛士庆；赵海森为合作者 |
| 星宇（Yu Xing） | GMT: A Geometric Multigrid Transformer Solver（SIGGRAPH 2026 期刊轨）第一作者 | IRC 博士生，导师为吕琳与微软亚洲研究院刘洋；与 SLIM 论文交叉 |
3.4 培养模式评述
赵海森组的培养结构有三个可辨识特征。
第一，"双导师 + 通讯作者制"的标准化协作。 钟凡超由赵海森与吕琳共同指导，张尧由赵海森、吕琳、屠长河与王鹏帅共同指导，反映出 IRC 内部以"学生挂靠一位主导师、论文由 2—4 位教师联合署名"的方式运行。赵海森多为通讯作者（标注 *），第一作者几乎全部为学生，说明其在组内承担"选题定方向 + 论文定稿"的角色，具体算法实现与实验由学生完成。
第二，"物理制造闭环"的训练强度。 该组几乎所有论文都包含真实打印/切削实验：Connected Fermat Spirals 有实体打印对比，VASCO 附带"增减材混合制造设备改造说明书"（equipment modification instruction），InFuse 在改造后的桌面级 FDM 平台上完成 Bunny、Pipe、Pneumatic soft actuator 等一系列实体验证，FourAxis 对 9 个模型做物理实验并与两种工业 CAM 系统对比。这在纯算法导向的图形学课题组中并不常见，意味着学生必须同时掌握几何算法、CAM 软件链与机床调试，训练成本高但成果公信力强。
第三，本科生与跨校学生的早期介入。 学院公开报道显示赵海森明确"现招收本科研助（可远程）"；张尧以四川农业大学硕士生身份成为 SIGGRAPH 2026 论文共同第一作者；徐浩从河南理工大学硕士毕业后进入其组攻读博士，并获 MIT 远程实习机会。这构成了"跨校招生—国际实习—顶级会议产出"的上升通道。
四、学术合作网络
4.1 IRC内部合作
（1）吕琳（Lin Lu）——最高频合作者、共同指导教师。 吕琳是山东大学计算机科学与技术学院教授、IRC 成员，2011 年博士毕业于香港大学，研究方向为计算机图形学与面向智能制造的几何计算，发表论文百余篇，获授权国家发明专利 40 余项并转化应用 6 项，任 IEEE TVCG、《计算机辅助设计与图形学学报》《Advanced Manufacturing》编委。在赵海森的合作网络中，吕琳覆盖了几乎全部代表性论文：VASCO（2023）、As-Continuous-as-Possible Extrusion（2023）、DeepMill（2025）、Refab（2025）、Chapper（2025）、DeepMill++（2026）、Carvable Packing（2025）、MIND（2025）、SLIM（2026），并是钟凡超的共同指导教师。两人的分工在论文中高度稳定：赵海森提供制造工艺与刀路侧的建模视角，吕琳提供几何处理与优化求解的技术底座。这条边是整个 IRC 制造方向的主轴。
（2）屠长河（Changhe Tu）——学术谱系长辈与应用侧支撑。 屠长河现任 IRC 负责人、山东大学青岛校区学科建设与研究生教育办公室常务副主任，CCF 智能机器人专委会副主任、CCF CAD&CG 专委会常务委员、CSIAM 几何设计与计算专委会副主任，曾获国家科技进步二等奖、2020 年山东省自然科学一等奖、SIGGRAPH 2023 最佳论文奖。二人的合作跨度长达十年：从 TOG 2016 的 Connected Fermat Spirals（屠长河为共同作者）延续到 Tune-It（2024）、FourAxis（2024）、Carvable Packing（2025）、AlphaPrint（2026）、Manifold k-NN（2026）、DeepMill++（2026）。更重要的是项目层面的绑定：国家自然科学基金联合基金重点支持项目 U23A20312"面向智能制造的工业元宇宙理论与关键技术研究"中，屠长河主持课题一（U23A20312-1），赵海森主持课题二（U23A20312-2），这是 IRC 内部以"大项目分工"方式绑定两位 PI 的制度化证据。
（3）辛士庆（Shiqing Xin）——几何算法侧的横向支援。 辛士庆为 IRC 教授，几何处理与中轴/包围结构方向，2026 年在 SIGGRAPH 2026 期刊轨上连出三篇（Manifold k-NN、PR-Cage、Structural MAT，均为其学生第一作者）。赵海森与他的合作体现为两点：一是 Manifold k-NN（TOG / SIGGRAPH 2026）中作为合作者，为该流形点云 k-NN 查询算法提供"先进制造中的三维扫描、逆向工程、质量检测"应用语境；二是 3DV 2026 的 Recovering 3D Shapes from Ultra-Fast Motion-Blurred Images。这条边是"辛士庆出算法、赵海森出场景"的互补结构。
（4）曾琼（Qiong Zeng）——可视化与人机交互侧的新增接口。 曾琼为 IRC 教授（2025 年 9 月起），色彩计算与科学数据可视化方向。二人合作在 2025—2026 年集中出现：TVCG 2026 的 InFuse（增材—注料原位混合制造，曾琼为合作者）与 ICXR 2025 的 WireSculptor（曾琼为合作者）。值得注意的是，WireSculptor 面向"新手友好的线材雕塑弯曲工作流"，本质是人机交互 + 可制造性约束的结合，说明赵海森的可制造性分析方法正在向 HCI 场景外溢。这条边是本报告相对于既有 IRC 网络报告的新增连接：曾琼报告中的合作者名单（屠长河、吕琳、汪云海、杨馥梦等）此前未包含赵海森，而本次核实确认二人已有两篇共同署名论文。
（5）钟凡（Fan Zhong）、李明怡（Manyi Li）、闫鑫（Xin Yan）。 钟凡（IRC 教授，计算机视觉与图形学）出现在 WireSculptor 作者列表中；闫鑫（IRC 博士后）出现在 VASCO、Refab、Tune-It 三篇中，承担实验与工程实现；李明怡（Manyi Li）则出现在 InFuse、DHMP、AlphaPrint 三篇中，提供几何与数据侧的配合。这三条边密度不高但时间连续性强，构成赵海森合作网络中"视觉—数据—工程"的辅助层。
（6）陈宝权（Baoquan Chen）——博士导师与持续合作者。 陈宝权 2013 年 7 月至 2018 年前后任山东大学计算机科学与技术学院与软件学院院长，是 IRC 的创建者（2013 年），后转入北京大学，现任北京大学博雅特聘教授、智能学院副院长，ACM/IEEE/CCF/CSIG 四重会士，入选 ACM SIGGRAPH Academy 与 IEEE Visualization Academy。这段师承不只是历史关系：VASCO（TOG / SIGGRAPH Asia 2023）的作者列表包含陈宝权，CVPR 2026 的 From Orbit to Ground（生成式城市摄影测量）同样包含陈宝权，说明师生二人在回国后仍保持论文级合作。此外，赵海森的学生钟凡超 2025 年赴北大 VCL 访问并受陈宝权指导，形成"师承—学生"的代际延伸。
4.2 跨机构合作
（1）北京大学——王鹏帅与陈宝权双节点。 王鹏帅（Peng-Shuai Wang）为北京大学助理教授，神经隐式表示与点云学习方向，是赵海森组近三年最重要的外部方法合作者：DeepMill（SIGGRAPH 2025）、DeepMill++（SIGGRAPH 2026）、SLIM（2026）三篇均由其参与。DeepMill 系列的"神经引导 + 光栅化"混合框架，正是把王鹏帅的神经表示能力接到赵海森的刀具可达性问题上。加上陈宝权的合作，北大成为赵海森跨机构网络中权重最高的单一外部单位。
（2）中国科学技术大学——刘利刚与傅孝明。 赵海森以合作者身份参与 Carving Shapes with Ruled Surfaces for Rough Machining（Computers & Graphics 2025），与刘利刚教授、傅孝明教授课题组共同完成"直纹面粗加工"方向的工作。刘利刚是国家杰青、CCF CAD&CG 专委会前主任，傅孝明在几何优化与制造方向产出密集。这条边把赵海森的刀路规划研究与国内几何计算最强组之一接通。
（3）中国科学院计算技术研究所——郭建伟。 郭建伟（Jianwei Guo）出现在 Chapper（2025）与 FourAxis（2024）的作者列表中，为形状分析与分解方向提供方法支撑。
（4）山东大学机械工程学院——刘继凯（校内跨学院）。 刘继凯为山东大学机械工程学院教授、博士生导师、齐鲁青年学者，2015 年博士毕业于加拿大阿尔伯塔大学，2016—2018 年在匹兹堡大学 ANSYS 增材制造实验室从事博士后研究，研究方向为结构拓扑优化与增材制造装备工艺，连续入选斯坦福全球前 2% 顶尖科学家。他出现在 VASCO（2023）、Refab（2025）、MIND（2025）、SLIM（2026）四篇论文中。这是赵海森网络中最具实质意义的校内跨学科边：刘继凯持有的专利"面向增减材复合制造的增减交替工序自动规划方法及系统"与赵海森组 VASCO / Refab 的"工序自动规划"研究在问题定义上完全同构，两者构成"计算机学院出几何算法、机械学院出工艺与装备知识"的分工。SLIM（晶格细化算子学习）则把合作延伸到拓扑优化与超材料设计。
（5）四川农业大学、青岛科技大学、河南理工大学等技术型节点。 张尧（四川农业大学）为 DeepMill++ 共同一作；陈双敏（青岛科技大学）参与 Manifold k-NN；徐文鹏（Wenpeng Xu，河南理工大学）是徐浩的硕士导师，并作为合作者出现在 InFuse（TVCG 2026）与 Thin-Walled Structures 2026 的负泊松比蜂窝结构论文中，为赵海森组补足力学测试与材料结构实验能力。这类节点单项权重不高，但共同承担了"从算法到实体性能验证"的实验环节。
（6）IRC 平台级资源。 教师主页团队介绍栏列出了 IRC 的平台依托："与青岛海洋科学与技术试点国家实验室联合成立'智能超算与大数据联合实验室'，与青岛市崂山区政府成立'山东大学青岛虚拟现实研究院'"，并列出团队承担的国家 973 计划项目 1 项、国家高性能计算 863 计划重大项目课题 1 项、国家科技支撑计划 4 项、国家自然科学基金重点项目 4 项、国际合作重点项目 1 项。这些是赵海森可调用的机构级资源，但公开资料未显示其个人项目直接使用上述平台。
4.3 国际合作
赵海森是 IRC 现任教师中国际化程度最高的一批之一，其国际合作不是"论文层面偶发共著"，而是由两站博士后形成的两条完整学术支线。
（1）华盛顿大学 GRAIL 支线（Adriana Schulz）。 Adriana Schulz 为华盛顿大学 Paul G. Allen 计算机科学与工程学院教授，计算设计与制造（computational design and fabrication）、程序合成驱动的设计自动化方向。赵海森 2019—2021 年在其组内做博士后，成果是三篇连续的核心论文：CGF / SGP 2021 的 Fabrication-Aware Reverse Engineering for Carpentry（与 James Noeckel、Brian Curless、Adriana Schulz）、TOG / SIGGRAPH 2022 的 Co-Optimization of Design and Fabrication Plans for Carpentry（第一作者）、TOG / SIGGRAPH 2022 的 Computational Design of Knit Templates（与 Ben Jones、Yuxuan Mei、Taylor Gotfrid、Jennifer Mankoff、Adriana Schulz）。其中 Co-Optimization 一文引入了 e-graph（equality graph）驱动的双层优化（design 与 fabrication plan 联合搜索），合作者包括 Max Willsey、Chandrakana Nandi、Zachary Tatlock（三者均为程序合成 / egg 生态核心成员）与 Justin Solomon（MIT 几何处理组）。这一合作把"程序合成"这一 PL 方法引入制造规划，是赵海森方法论中最独特的一支，也解释了其回国后为何强调"基于领域定制语言的统一表达方法"（见教师主页研究领域描述第一点）。
（2）IST Austria 数字制造支线（Bernd Bickel）。 Bernd Bickel 为 IST Austria 教授，计算制造与数字材料方向，是计算制造领域国际标杆人物。赵海森 2021—2022 年在其组内做博士后。这条边的直接延续是 MIND: Microstructure INverse Design with Generative Hybrid Neural Representation（ACM SIGGRAPH 2025），作者包括 Tianyang Xue、Longdu Liu、吕琳、Paul Henderson（格拉斯哥大学）、Pengbin Tang、Haochen Li、刘继凯、赵海森、Hao Peng、Bernd Bickel。该文把生成式混合神经表示用于性能驱动的微结构逆向设计，正好对应赵海森"物理性能与几何结构紧耦合优化"这一学术贡献点。值得注意的是，该文同时串起了 IST Austria（Bickel、Hao Peng、Tianyang Xue、Pengbin Tang）与 IRC（吕琳、赵海森）、山大机械（刘继凯）、英国格拉斯哥（Paul Henderson）四方，是一条"奥地利—中国—英国"的三角合作链。
（3）以色列—北美图形学谱系（早期）。 赵海森博士阶段的代表作 Build-to-Last（TOG 2014）作者包括 Andrei Sharf（本-古里安大学）、Daniel Cohen-Or（特拉维夫大学）、陈宝权与吕琳；Connected Fermat Spirals（TOG 2016）的作者列表为 Haisen Zhao、Fanglin Gu、Qi-Xing Huang、Jorge Garcia、Yong Chen、Changhe Tu、Bedrich Benes、Hao Zhang、Daniel Cohen-Or、Baoquan Chen。这两条记录显示，早在博士期间他就已被纳入陈宝权所连接的"以色列—加拿大—美国"华人图形学合作圈（Daniel Cohen-Or、Hao Zhang、Bedrich Benes 等），这为其后续独立开展国际合作提供了初始信用。
（4）HCI 与制造交叉支线（Liang He）。 Liang He（何亮）现为德克萨斯大学达拉斯分校（UTD）计算机科学助理教授，主持 DE4M（Design & Engineering for Making）实验室，2022—2025 年曾任普渡大学交互媒体助理教授，博士毕业于华盛顿大学（导师 Jon E. Froehlich）。他是 InFuse（TVCG 2026）的合作者。这条边具有双重意义：一方面连接了 HCI 顶会社区（CHI / UIST / TEI），另一方面其 UW 出身与赵海森的 GRAIL 经历同源，说明 UW 经历为其带来了超出单一课题组的长期网络资产。
（5）国际合作的结构性评价。 赵海森的国际网络呈现"两个博士后站点 + 一个博士期校友圈"的三极结构，而非广撒网式共著。优点在于每条边的合作深度高（多篇连续署名）、方法互补性强（程序合成 / 神经表示 / HCI 制造）；局限在于地域集中于北美与中欧，尚无日本、新加坡等亚太制造强国节点，也没有与工业软件厂商的跨国联合实验室记录。
五、业界合作关系深度分析
赵海森的产学研结构可以概括为"国家级任务定义问题 → 与机械学科共建方法 → 在真实机床上验收 → 通过 IRC 的国产 CAD 通道外溢"。
5.1 纵向项目：问题来源与资源结构
| 项目 | 编号 | 周期 | 角色与性质 |
|---|---|---|---|
| 数字孪生体设计—制造映射迭代与加工过程再现技术 | 2024YFB3309502-1 | 2024.12—2027.11 | 国家重点研发计划课题，负责人赵海森，项目级别"国家级" |
| 面向智能制造的工业元宇宙理论与关键技术研究 | U23A20312-2 | 2024.01—2027.12 | 国家自然科学基金联合基金重点支持项目课题二，负责人赵海森（课题一 U23A20312-1 由屠长河负责） |
| 面向增减材混合制造的复杂三维形状分析与计算 | 62472257 | 2025.01—2028.12 | 国家自然科学基金面上项目，负责人赵海森 |
| 海外高层次人才项目（表中记为"2023-赵海森-YQ(HY)"） | 2023-21 | 2023.11—2028.10 | 人事部人才项目，负责人赵海森，对应国家优秀青年科学基金（海外） |
这四个项目构成一个清晰的"任务金字塔"：海外优青提供启动资源与自由探索空间；面上项目（62472257）把自由探索收敛为"增减材混合制造的几何分析"这一具体科学问题；联合基金重点课题（U23A20312-2）把它接入 IRC 与屠长河的"工业元宇宙"大框架；国家重点研发计划课题（2024YFB3309502-1）则把它推进到"数字孪生 + 加工过程再现"的工程化层面——后者是典型的工业软件与机床结合部命题，需要与制造企业、机床厂商、CAM 软件方对接。
值得注意的是，联合基金重点支持项目（U 类）通常要求面向区域或行业重大需求并配套应用方。赵海森所负责的课题二落在"工业元宇宙"框架内，意味着其刀路与工序规划研究被重新表述为"制造过程的可计算映射与再现"，这一表述直接对应数字孪生与虚拟调试的产业需求。
5.2 学科交叉：与机械工程的深度耦合
赵海森最实质的产业接口不是企业合同，而是山东大学机械工程学院的刘继凯教授。刘继凯是齐鲁青年学者、增材制造装备与工艺方向，其专利"面向增减材复合制造的增减交替工序自动规划方法及系统"与赵海森组的 VASCO / Refab 研究在问题定义上完全重合：前者从拓扑优化与工艺规划侧切入，后者从几何分解与刀路侧切入。两人在 VASCO（2023）、Refab（2025）、MIND（2025）、SLIM（2026）四篇论文中连续合作，实际上形成了一个跨学院的"增减材混合制造"联合研究体。
这一耦合的产业意义在于：增材—减材混合制造的核心难点从来不只是算法，而是机床改造、工艺参数、夹具与工序顺序的工程约束。赵海森组 VASCO 论文附带公开的"增减材混合制造设备改造说明书"，说明其研究已包含对商用设备的改造方案——这是典型的"论文可复现 = 工艺可落地"的中间形态，也是与设备制造企业对话的技术凭证。
5.3 潜在转化通道：IRC 的国产 CAD 生态
IRC 内部已存在成熟的工业软件转化路径：吕琳团队的研究成果被描述为"核心算法集成于国产云 CAD 平台，并应用于航空发动机等国家重大装备核心部件自主研制"，获授权专利 40 余项并转化应用 6 项。赵海森与吕琳的合作覆盖其几乎全部代表性论文，二者在技术栈上处于同一链条（吕琳偏几何内核与优化，赵海森偏制造工艺与刀路）。因此，赵海森的刀路规划与可制造性分析算法具备经由吕琳团队通道进入国产 CAD/CAM 平台的路径，尽管公开资料尚未披露赵海森本人的具体转化案例或企业横向合同。
5.4 产业合作的可见度与局限
需要如实指出：与 IRC 内周元峰等拥有千万级横向项目的成员相比，赵海森的产业合作目前主要以国家级纵向项目为载体，公开资料中没有列出企业横向项目清单、联合实验室或技术入股记录。其可核查的产业相关性体现在四处：一是国家重点研发计划课题的"数字孪生—加工过程再现"命题本身即面向制造企业；二是与刘继凯的跨学院合作直接对接增材制造装备工艺；三是论文附带设备改造方案，具备与机床厂商合作的技术形态；四是 2023 年参与青岛市"10+1"创新型产业体系相关的产学研活动（同类 IRC 成员有此类记录，赵海森本人的对应记录未见明确公开）。
按技术深度、专利布局、转化路径三维度评价：技术深度强（从几何算法到工序规划到设备改造全链条自研）；专利布局中等规模（国家发明专利十余项、美国发明专利 1 项，但公开资料未列专利清单）；转化路径有通道但缺证据（依托 IRC 国产 CAD 生态，个体转化案例未公开）。总体定位是"制造工艺算法供给方"而非"系统集成商"。
六、重要奖项与学术兼职
6.1 重要奖项
| 年份 | 奖项/荣誉 | 关系网络意义 |
|---|---|---|
| 2020（2021.01 公布） | 山东省自然科学奖一等奖，项目"复杂三维形状的高效生成、分析与制造" | 由陈宝权教授团队获得，团队成果描述中包含"揭示了微结构几何与物理属性紧耦合的计算机理，解决了微结构几何与物理属性协同可控求解与高效制造问题"，与赵海森的研究贡献点直接对应。同获此奖的 IRC 成员包括屠长河、吕琳，说明这是 IRC 团队层面的集体奖项，也是"陈宝权—屠长河—吕琳—赵海森"谱系的一次制度化确认 |
| 2019 | 中国计算机学会（CCF）优秀博士学位论文奖 | 全国性学位论文奖项，是对其博士工作（增材制造可打印性与连续路径生成）的权威认定，也是其后续获得海外优青的重要资历支撑 |
| 2022 | 国家优秀青年科学基金（海外） | 教师主页"学术荣誉"栏记为"2022 国家优秀青年基金获得者"，对应项目"2023-赵海森-YQ(HY)"（人事部人才项目，2023.11—2028.10） |
| — | 国家海外高层次青年人才；国家级青年人才；山东大学杰出中青年人才 | 三重人才称号叠加，是其在 2022 年以教授身份直接入职的资历基础 |
| 2016 | 国家奖学金；山东大学校长奖学金 | 博士期间的最高层级学生荣誉，与其 TOG 2016 两篇论文（Connected Fermat Spirals、Printed Perforated Lampshades）同期 |
| 2012 | CAD&CG 2012 优秀学生论文 | 硕士阶段荣誉，说明其制造几何方向的选择早于博士阶段 |
需说明：赵海森不在山东大学"齐鲁青年学者"名单中（该称号在校内由不同批次教师获得，如刘继凯、任鹏杰等），坊间将其与该名单混同的说法不准确。其校内人才身份为"山东大学杰出中青年人才"。
6.2 学术兼职与服务
| 组织/角色 | 内容 |
|---|---|
| 中国计算机学会（CCF）计算机辅助设计与图形学专委会 | 委员（个人主页中文简介："担任 CCF CAD&CG 专委会等多个学术组织委员"） |
| 中国图象图形学学会（CSIG）智能图形专委会 | 委员。2023 年 CSIG 智能图形专委会年会完成换届选举（主任：清华大学刘永进），会议"发展了山东大学赵海森等 14 位新委员作为新生力量" |
| 学术会议组织 | 曾担任"大模型时代的几何设计与制造"专题论坛主席（华东交通大学 VRITI 会议专题论坛 7），论坛主题聚焦大模型时代的几何设计与制造 |
| 学术会议报告 | China3DV 2023（第二届中国三维视觉大会）青年学者论坛嘉宾，报告题目"面向木家具设计制造的三维重建"，报告摘要明确提出"基于图像的三维重建……产生的三维点云、流形网格等几何表达无法直接用于设计优化与制造方案的生成，而必须经过一系列的后处理计算"，这是其"重建必须考虑制造约束"观点的公开表述 |
| 教学服务 | 主讲"人机交互技术"课程；IRC 2025 暑期学校设置"几何建模与制造"DIY 实践方向与"智能制造论坛"，与其研究方向同构 |
| 学术传播 | 《科技管理研究》2024 年第 3 期发表人物评述《面向智能制造的计算机图形学创新理论与方法研究——山东大学计算机学院赵海森教授》 |
兼职结构的评价：赵海森的学术服务集中在 CAD&CG 与智能图形两个专委会，与屠长河（CCF CAD&CG 专委会常务委员、副主任委员）、吕琳（GDC 2024 / GMP 2020 / ICXR 2026 程序委员会共同主席、IEEE TVCG 编委）形成"团队集体嵌入专委会"的格局。相较之下，他个人尚未担任期刊编委或顶级会议程序委员会主席，学术服务层级仍处于"委员—专题论坛主席"阶段，这与其 2022 年才独立建组的时间线一致。
七、Connection圈层总结
赵海森的学术关系网络可概括为五个同心圈层，由内向外依次是"方法共同体—师承谱系—跨机构方法供给—国际支线—产业接口"。
第一圈层：IRC 制造几何共同体（吕琳 + 屠长河 + 辛士庆 + 曾琼）。 这是密度最高、最稳定的一层。吕琳是覆盖其全部代表性论文的第一合作者兼学生共同导师；屠长河提供十年跨度的共著关系与联合基金项目的制度化绑定；辛士庆提供几何算法底座；曾琼则在 2025—2026 年新增两条共著边，把可制造性分析推向 HCI 场景。该圈层的功能是把"制造约束"翻译成"可求解的几何优化问题"。
第二圈层：陈宝权师承谱系与"北大—山大"双极结构。 陈宝权是博士导师、IRC 创建者、山东省自然科学一等奖项目的团队负责人，且至今仍与其共著（VASCO 2023、CVPR 2026）。这一谱系向下延伸至学生（钟凡超赴北大 VCL 访问），向上连接至王鹏帅（北大，神经表示），使"北大"成为其跨机构网络中权重最高的外部单位。这条边的独特价值在于：它同时提供了方法资源（神经隐式表示）与声望资源（ACM/IEEE 会士级学术背书）。
第三圈层：跨机构方法供给层（北大王鹏帅、中科大刘利刚·傅孝明、中科院计算所郭建伟、山大机械刘继凯）。 这一层的特点是"按问题需要选合作者"：需要神经方法找王鹏帅，需要几何优化找刘利刚/傅孝明，需要形状分析找郭建伟，需要工艺与装备知识找刘继凯。其中刘继凯是最关键的一条——它是唯一横跨"论文共著 + 学科互补 + 专利问题同构"三个维度的校内跨学院边。
第四圈层：国际双支线（UW GRAIL / IST Austria）及其衍生的第三方节点。 华盛顿大学支线（Adriana Schulz、Brian Curless、Justin Solomon、Max Willsey、Zachary Tatlock、Liang He）贡献了程序合成与设计—制造协同优化这一独特方法论；IST Austria 支线（Bernd Bickel、Hao Peng、Tianyang Xue、Paul Henderson）贡献了微结构逆向设计与神经表示。两条支线的共同特征是"合作深度高、连续署名、方法互补"，而非广泛浅层的国际合作。缺环在于亚太节点（日本、新加坡）与欧洲工业软件生态。
第五圈层：产业与任务接口。 以海外优青（2023）为启动资金、NSFC 面上（2025）为科学问题锚点、联合基金重点课题（2024）为团队协同框架、国家重点研发计划课题（2024，数字孪生与加工过程再现）为工程化出口。技术出口有两条：一条经刘继凯进入增材制造装备与工艺，一条经吕琳的国产云 CAD 通道进入工业软件。相较 IRC 内以横向项目见长的成员，赵海森目前的产业网络"任务级别高、合同能见度低"，其影响力更多体现为承接国家智能制造任务的能力，而非企业联合实验室的规模。
网络功能的整体判断。 赵海森在 IRC 网络中占据一个不可替代的生态位：他是团队里唯一能够把图形学的几何算法一路推到"机床能跑、零件能造出来"的成员。IRC 的其他成员分别在可视化（汪云海、曾琼）、几何处理（屠长河、辛士庆、吕琳）、三维视觉与重建（陈宝权、钟凡）、机器人（屠长河）等方向形成强项，但"设计—工艺—刀路—装备"这条链只由赵海森独立承担并在其上建立国际合作（UW 的程序合成、ISTA 的微结构设计）。
从网络演化的角度看，其 2022—2026 年的最大变化是从"个人算法研究"转向"团队工程体系"：早期论文多为单点算法突破（连续费马螺旋、DSCarver、VDAC），2023 年后则系统化为"分解（VASCO/Chapper）—工序（Refab/InFuse）—可达性（DeepMill/DeepMill++）—微结构（MIND/SLIM）—刀路排序（AlphaPrint）"五个模块，每篇论文都有对应的开源代码（github.com/fanchao98、github.com/zmzhang0、github.com/haoxu99）与实体制造验证。这一体系化程度是其在 2026 年一次性拿下 5 篇 SIGGRAPH 论文（其中 1 篇为其通讯）的结构性原因。
未来的网络增长点有三个可预期方向：一是经国家重点研发计划课题向数字孪生与工业软件侧深化，可能催生与机床/CAM 企业的实质合作；二是经吕琳的国产 CAD 转化通道实现算法落地，形成可核查的技术转化记录；三是经曾琼与 Liang He 的 HCI 接口，把可制造性分析扩展到消费级制造与创客场景。若这三条中任一条打通，其网络将从"国家级任务承接者"升级为"国家级任务承接者 + 产业技术供给方"的双重身份。
参考公开资料
- 赵海森个人主页 Haisen Zhao | Shandong University 及其 完整论文列表：个人简介、研究方向、学术背景、主持项目与荣誉；2014—2026 年全部论文的作者列表、发表 venue、项目页与代码链接，是本报告作者关系分析的主要依据。
- 山东大学教师主页——赵海森（中文）：基本信息、教育经历、工作经历、研究领域、论文、科研项目、团队成员、授课信息、学生信息。
- 山东大学教师主页——赵海森科研项目列表：各项目的批准号、立项时间、计划完成时间与负责人，含 2024YFB3309502-1、62472257、U23A20312-2、2023-21。
- 山东大学计算机科学与技术学院英文教师简介——Haisen Zhao：IRC 成员身份、博士导师陈宝权、两站博士后单位与合作导师、研究领域与代表性成果。
- 山东大学交叉研究中心（IRC）People 页面：Faculty and Staff 栏列出 "Haisen Zhao / Professor"，是 IRC 归属的机构级一手依据。
- 山东大学交叉研究中心（IRC）Publications 页面：团队 2025—2026 年论文汇总，含 Haisen Zhao 参与的多篇论文完整作者列表。
- 山东大学（青岛）：计算机学院在AI赋能先进制造方面取得新进展——5篇论文被ACM SIGGRAPH 2026 录用：DeepMill++ 的完整分工说明（共同一作钟凡超、张尧；指导教师赵海森、吕琳、屠长河、王鹏帅），以及团队 AI 赋能先进制造的整体布局。
- 山东大学新闻网：山东大学作为主持单位一等奖项目简介：2020 年度山东省自然科学奖一等奖项目"复杂三维形状的高效生成、分析与制造"的成果描述与团队归属。
- 中国图象图形学学会：2023年CSIG智能图形专委会年会暨前沿论坛成功举办：确认"发展了山东大学赵海森等 14 位新委员"及其专委会委员身份。
- 学生个人主页（直接指导证据）：钟凡超、张振民、徐浩：三人分别自述受 Haisen Zhao 指导；含北大 VCL 访问、MIT 远程实习、论文分工与获奖记录。
- 论文项目页：Connected Fermat Spirals（SIGGRAPH 2016）、Co-Optimization of Design and Fabrication Plans for Carpentry（SIGGRAPH 2022）：两篇代表作完整 BibTeX 作者列表（含 Changhe Tu、Daniel Cohen-Or、Hao Zhang、Baoquan Chen、Adriana Schulz、Justin Solomon 等）。
- InFuse: Sequence Planning for In-Situ Printing and Material Injection 项目页：TVCG 2026 论文的技术内容、实体制造验证与定制化硬件平台说明。
- 山东大学教师主页——吕琳 与 屠长河：两位 IRC 核心合作者的研究方向、专利转化情况（40 余项授权、6 项转化）、国产云 CAD 平台应用、专委会职务与获奖。
- 百度百科：刘继凯：山东大学机械工程学院教授、齐鲁青年学者、研究方向和专利（含"面向增减材复合制造的增减交替工序自动规划方法及系统"）。
- China3DV 2023 青年学者论坛嘉宾介绍——赵海森：人才称号表述、教育与博士后经历、报告题目"面向木家具设计制造的三维重建"及摘要。