新知短信

能独立思考的机器人一项新成就对制造有意识、而且能独立思考的机器人的想法是个鼓舞。美国科学家们最近研制出一台有四条腿、外形类似海星的机器人。这台聪明的机器人能够检测自己身体遭到的损伤,并独立思考出修复方法。这台机器人通过嵌入关节处的传感器来观察自己的行动,然后在内置电脑中形成关于自身或至少自身身体结构的概念。它能利用这个内部自身模型来想出如何用4条腿和8个机动关节行走。研究人员测试机器人应对伤势的能力,因此改短了它的一条腿。它能够感觉到异样。并能独立形成自身结构的新概念,准确检测出自己变了样,然后想出一…     

多维腕力传感器时域动态建模

多维腕力传感器是智能机器人中最重要的传感器之一,检测三维空间的力和力矩信息,使机器人准确无误地完成机械装配、精密磨削、轮廓跟踪等工作。腕力传感器应用于机器人力控制系统中,这要求它响应速度快、动态品质好。但目前,该传感器的动态性能难以满足机器人实时控制的要求,国内外在此方面的研究相当薄弱。通过分析与实验,本文认为在腕力传感器动态特性研究中存在三个关键问题:     

智能视觉芯片

智能视觉芯片(视觉芯片)是一种集成视觉传感器、高能效处理器、存储器的片上系统芯片,在自动驾驶、安防监控、机器人视觉等领域都具有广泛的应用价值.硅基CMOS工艺上既可以实现大规模的视觉传感器,也可制备大规模存储器和处理器,所以基于硅基CMOS工艺,人们可以借助光电子、微电子混合集成技术实现感存算一体化融合的视觉芯片,以克服传统视觉系统中图像串行传输和处理的瓶颈,有效降低处理延迟并提高智能化水平.构建视觉芯片需要突破高性能视觉图像传感器设计、高能效视觉图像处理器设计、视觉处理算法以及传感器/存储器/处理器一体化集成等多方面的关键问题.本文首先介绍视觉芯片的概念和架构,然后分别介绍视觉芯片各项关键技术的发展现状,最后简述视觉芯片的未来发展方向.     

神奇的自我变形机器人

据英国《新科学家》杂志报道,美国马萨诸塞州的科学家最近研制出一种称为“得乐易得”(droid)的新型机器人。这种机器人能够进行自我设计、自我组装、甚至能自我毁灭、自我再生。每当这种机器人接受某种任务时,它都能够根据该任务的需要而设计自己的造型并很快自我组装起来,任务完成后又能自我熔化掉。下一个任务来临时它又能够进行新一轮的自我设计、自我组装和自我熔化、自我再生。如此循环不已。     

机器人在战场大显神通

多腿机器人的排雷实验 发现和摧毁地雷的最好方式是探知它,可是探雷不仅困难,而且危险.如果让机器人来完成这项工作,那就简单多了.因为机器人可以像一只蜈蚣,有无数条腿,而且每条腿都是一个探雷器.     

日本2008年度机器人大奖

最近,日本经济产业部评选出2008年度机器人大奖,共有8项设计获得这个奖项。1.组装搬运机器人电动小型组装搬运机器人是2008年4月上市的,机器人中的组合直动轴和旋转轴实现了高速运转。另外,这些机器人可悬吊于工厂的顶棚，能够以最短距离移动工件，可用于汽车、电气电子产品和机床的生产。     

仿蜥蜴机器人单腿运动水动力特性仿真及实验

仿蜥蜴机器人是模拟蛇怪蜥蜴运动方式实现水面行走的机器人,其脚掌的运动特性决定了机器人能否实现水面行走.本文通过构建机器人单腿驱动机构及脚掌模型,运用ADAMS软件分析了机器人单腿驱动机构在不同速度时脚掌处入水特性;利用计算流体动力学分析软件FLUENT中动网格技术,仿真分析脚掌拍水、扑水和恢复运动过程,分析机器人单腿驱动速度与空气腔形成的关系,结果表明转速不低于270 r/min时,脚掌能够形成空气腔;最后在实验室环境下进行机器人水面行走实验,实验结果与理论分析结果相符.     

电磁直驱驾驶机器人模糊神经网络车速控制方法及试验验证

为了实现不同驾驶循环工况的精确车速跟踪,提出了一种电磁直驱驾驶机器人模糊神经网络车速控制方法.通过电磁直线作动器直接驱动油门机械腿、制动机械腿、离合器机械腿和换挡机械手.给出了电磁直驱驾驶机器人控制系统结构和协调运动控制模型.在此基础上,设计了电磁直驱驾驶机器人模糊神经网络车速控制模型,电磁直驱驾驶机器人油门、制动、离合器机械腿和换挡机械手的位移作为网络模型的输入,试验车辆的车速作为网络模型的输出.输入变量的隶属度函数个数都为3,隶属度函数的类型都采用广义钟形函数,网络训练算法选用反向传播算法和最小二乘法相结合的混合学习算法.本文提出的方法与其他控制方法和人类驾驶员的驾驶性能进行了对比分析,试验验证了提出方法的有效性.     

科技传真

自主型运输机器人 在汉诺威工业博览会上,德国一家公司展出了一种能够自动辨认并避开障碍的具有较高智能的自主型运输机器人。 此机器人的光学传感系统以数字摄像机为主,不仅能够辨认周围环境中的障碍物,还能辨别所要运输物件的位置和尺寸差别,并对障碍物和运输物件精确定位。以计算机为主的自动驾驶系统可指挥机器人绕开障碍,完成运输任务。     

大壁虎在天花板表面的运动行为与动力学研究

壁虎天花板表面运动作用力的测定对揭示壁虎运动的力学规律、获得仿生机器人控制设计的灵感均具有重要意义．用三维力传感器阵列测定大壁虎天花板表面运动的三维作用力, 结合高速摄像讨论壁虎在天花板表面运动中壁虎脚掌的作用力和预压力, 并比较分析了前后腿的作用. 结果表明壁虎在天花板表面运动的速度为0.17~0.48 m/s, 前后腿向身体中线方向收拢. 脚掌在与天花板表面初始接触时间内产生冗余的预压力, 以确保运动的安全, 前腿的法向预压力大于后腿. 前后腿的侧向作用力大小相当. 前腿运动方向的作用力始终和运动方向相同, 起主要推动作用; 后腿运动方向的作用力始终和运动方向相反. 前后腿的法向作用力分别占体重的73.4%和60.6%. 运动中, 运动方向的作用力明显大于侧向和法向的作用力, 前腿主要起到推动作用, 后腿则主要起稳定作用. 上述结果表明壁虎在天花板表面运动中腿功能的变化, 使得壁虎能够在极端条件下自由运动, 并启发机器人结构设计、步态规划和控制规律的选择.     

终极智能武器——"苍蝇机器人"

从电视新闻、报纸杂志中,我们不时可以发现一些关于智能仿真技术应用--机器人的报道.大家对机器人的理解往往是其体积过于庞大、行动过于笨拙,这是由于机器人的视觉传感器、机械传感器和反应模块不灵敏引起的,而指挥机器人动作的"大脑"--信息处理器无法及时判断、处理有关信息也是造成机器人行动笨拙的另一个重要原因,更体现出传统机器人在设计上的缺陷和在技术上的不成熟.为了解决这些难题,世界各国科学家一直试图通过对自然界生物生理及其运动的研究,寻找解决的方案.     

动态点击

日本制成会弹跳的机器人腿日本冲电气公司研究人员近日模仿生物肌肉的功能制成了会弹跳的机器人腿。这种新型机器人腿长54厘米,宽8厘米,厚度与宽度差不多,弯曲膝盖后可以跳至离地3.1厘米高。这种机器人腿模仿人类的生物关节和肌肉功能,由弹簧和微型发动机制成,安装在机器人身上,无需复杂的控制系统。据介绍,此前会跳的机器人,需要在内部安装计算机来计算庞大的数据,才能控制好弹跳的姿势。冲电气公司开发的仿生机器人腿则简单实用多了。女性空调房里要穿丝袜夏天,女性都爱光脚穿凉鞋,在冷气充足的办公室里一待就是一天。而回到家里,常常也是…     

从神经元到机器人

21世纪理想的机器人,应该能自我学习,能适应外界,能与人保持协调并配合行动。为此,人们必须研究自己大脑神经系统的结构,模拟它的功能,或许这样的学科应该叫神经机器人学(neurobotics),封二、封三的照片介绍了其部分研究领域的现状。1.能以远距离临场控制方式控制的带感觉功能的移动机器人。2.视觉信息提示装置。它能把机器人的传感器     

机器人学扬帆起航

正仅仅50年内,机器人就已经从科幻小说的主题成为现代社会不可或缺的一部分。如今,它们的身影无处不在:忙碌于工厂车间,在深海从事复杂的安装工作,探索人类无法涉足的冰冷世界,协助完成精确的外科手术。这些机器人正在改善我们的健康,加深我们对科学的理解,提高生产效率,完成人类无法完成的工作。     

肖像漫画绘制机器人技术研究

通过计算机进行人脸的肖像漫画绘制是机器视觉研究的前沿之一。为了从一张摄像头拍摄到的数码照片经过图像处理得到可以绘画的漫画线条,从而让机器人在纸上画出肖像漫画,首先必须由计算机自动生成人脸的线条画。因此,需要采用基于机器视觉的方法,结合人脸检测和人脸特征提取等技术,研究如何把人脸中的特征轮廓线提取出来,同时根据特征进行漫画化处理,最后转换为矢量线,作为机器人移动绘画的轨迹。本文讨论了现有的肖像生成方法和漫画化研究,评述了当前机器人漫画绘制系统。在这些基础上,提出了技术发展前景和未来发展目标。     

Approach to tracking deformable hand gesture under disturbances from skin color

介绍了一种基于单目视觉的肤色干扰下的变形手势跟踪方法.根据跟踪过程中所用到的基本手势特征,提出了一种基于PGH(成对几何直方图)的静态手势识别方法.为了解决跟踪过程中的肤色干扰问题,实现了基于Kalman滤波器的手势预测跟踪.为了解决跟踪过程中的初始化问题,提出了一种基于层次结构的跟踪初始化解决方案.实验结果表明,该方法能够在肤色干扰的情况下有效地对变形手势进行跟踪,并能够满足基于视觉的实时人机交互的要求.     

“块状”机器人

卡耐基梅隆大学的研究人员为儿童研制了一种小巧有趣的块状机器人roBlocks，孩子们可以把很多roBlocks拼装在一起组成更为复杂的机器人，通过这种尝试所得到的机器人，其功能是不同的。当孩子信组装roBlocks的时候，学习考虑的是如何局部的动作影响整体，     

非连续约束变结构机器人运动机构的仿生: 概念及模型

机器人的运动能力、效率和可靠性是衡量机器人品质的重要指标, 要进一步提高机器人的品质, 还有若干关键科学问题尚没有得到澄清和解决. 我们从仿生壁虎机器人运动协调的困惑中发现, 这类机器人的腿式运动机构为开环-闭环转变, 闭环状态下与接触体形成拟态构件长度也有变化的变结构机构, 开环到闭环转变中自由度和约束也呈现非连续变化. 提出了非连续约束的变结构运动机构的概念, 建立了非连续约束的表述方程, 这类机构的驱动和控制设计是机器人运动系统进一步提高性能和效率的关键之一. 借鉴生物脊椎-外周运动神经系统对运动的控制策略, 提出这类机构的运动控制和驱动策略, 并指出腿式机器人未来发展必须解决的若干关键问题.     

具有人造情感的机器人

机器人的研究始于20世纪中期。1954年美国人乔治德沃尔制造了世界上第一台机器人,但直到1980年工业机器人才真正在日本普及,因此称这年为＂机器人元年＂。机器人按照从低到高的发展,可分为三代：第一代是示教再现机器人,可以完成规定的一些动作;第二代已具有听觉、视觉、触觉等功能;第三代则有智能     

居室色彩

人的视觉对色彩的感受非常敏锐。通常人们在进入房间以后，首先映入眼帘的、给人的心理和视觉造成较深印象的，是房间的色调、气氛和色彩的综合效果，其次才是室内的造型、结构、家具样式以及其他摆设等。可以说，如何将各种色彩合理地运用到家居环境中是一个非常值得探究的问题。如果居室的色彩运用不当，就会影响你的生理和心理健康，扰乱你正常的生活。下面我们就来看一看如何将这些美丽的色彩正确地运用在我们的生活中吧。