人形机器人“入职”中科馆,AI教育从“娃娃”抓起

<正>近年来,我国现代科技馆体系为科普高质量发展注入强大动能。人形机器人作为人工智能发展的排头兵、现代科技发展水平的标志,正为现代化科技馆的发展打造创新应用新模式。在中国科学技术馆(以下简称“中科馆”)的“机器人大秀场”展厅里,有位大型人形机器人Walker给参观的小朋友们现场进行科普展示,让其可以与现代人形机器人对话,启发他们对人工智能和机器人前沿科学的兴趣和探索,有助于发现和培养更多机器人领域的人才。     

仿人形机器人虚拟示教系统的研究与实现

引入虚拟现实技术对仿人形机器人进行三维虚拟示教，对于研究、改善及提高仿人形机器人的运动控制具有非常重要的意义。本文首先介绍了虚拟示教系统的结构，给出了具有七自由度机器手臂和六自由度机器腿的逆运动学计算方法，然后描述了采用三次多项式插值的空间轨迹规划方法及其在虚拟示教系统中的应用，最后将上述方法应用到仿人形机器人三维虚拟示教系统中，通过示教仿人形机器人双足步行和双手指挥交通，仿真实验结果表明了虚拟示教系统的正确性和实用性。     

基于移动自组网的多移动机器人远程监控

提出了一种基于移动自组网的多机器人远程监控方案.这种监控方案可以使离控制台较远的机器人合作探测并将探测信息传回控制台.控制台通过探测数据,远程监控现场环境,并对机器人进行适当的控制.针对多机器人通信网络拓扑变化频繁和通信链路不稳定的现象,提出了一种链路重构的方法来优化通信网络,并实现了多机器人远程监控系统.多机器人协作探测地图的实验验证了系统的实用性和有效性.     

人形机器人孕育关键技术

2005年3月,日本国际博览会于日本爱知县拉开帷幕。此次博览会的主角是机器人。作为日本的国策之一,日本新能源与产业技术综合开发机构(NEDO)计划在此次博览会上展出73种机器人。现在的情况跟20年前一样,人形机器人仍然未找到具体的用途。但是,通过人形机器人的研究,却诞生了许多有望应用于其他领域的新技术。     

机器人发展的三大趋势

现在科技界研究机器人大体上是沿着三个方向前进:一是让机器人具有更强的智能和功能,二是让机器人更具人形,也就是更像人,三是微型化,让机器人可以做更多细致的工作。智能不断提高美日走在前面     

人形机器人黑科技解密：后空翻、动手指都靠它

<正>人形机器人能跑能跳的关键，藏在机器人的“关节”里。人体的关节决定了做各种动作的灵活性，机器人的“关节”驱动器同样如此。已发展数十载的驱动器，为何至今仍是连科技巨头都难啃的“硬骨头”？波士顿动力和小米、特斯拉的“关节”到底有什么不同？背后涉及哪些关键技术及组件？本文将从技术到产业链，深扒一颗颗小小的驱动器，如何成商用人形仿生机器人的“命门”。     

人形机器人大步走向市场

日本ZMP公司在2004年3月初向市场推出人形机器人样品，研制者希望能在2004年年底开始大批量销售，每台机器人价格为4600美元。     

人形机器人

经过30名技术人员的10年研究工作，日本本田汽车公司最近研制成功了世界上第一台人形机器人。这台机器人高1．8m，重达210kg，外貌与一身着太空衣的宇航员十分相似。该机器人用充电电池，并拥有一套自动控制系统。该机器人可以行走、变换方向，并能自如地上下台阶。而这一切均可以在没有人工指导的情况下完成。更有意思的是，如果机器人的身体稍有倾斜，它还可以自动恢复身体姿态。     

灾后救援机器人的设计研究

针对在地震等灾后的复杂环境中,传统的救援方法工作效率低、容易造成二次事故发生的弊端,提出了一种灾后救援机器人系统设计,系统由远程监控站和机器人主体两部分构成,远程操作控制台主要负责接收机器人回传的现场信息并据此远程监控和遥控机器人下一步的行动,机器人主体包括智能控制系统、运动控制系统、数据通信系统和传感器采集系统,通过...     

基于Pro/E的机器人腿部三维造型设计

随着科技的发展,机器人技术及仿真技术飞速发展,本文利用现今使用广泛、通用性强的Pro/E三维造型及仿真软件对人形机器人运动过程中最主要的支撑受力部位——腿部,进行三维的造型设计与装配,说明其造型步骤及注意事项,为进一步的机器人力学分析等提供了三维实体模型。     

双足行走机器人步态轨迹规划

 通过对双足机器人行走过程中一些特殊点进行采样分析,对比人类自身行走步态的观察测量值,采用三次多项式插值来计算出双足行走机器人在行走过程中的行走轨迹,按人体比例设定参数,计算得出了1条比较光滑平稳的行走轨迹,使得机器人的行走姿态更像人类的行走.通过模拟测试,结果表明了用三次多项式插值方法是1种规划双足机器人行走步态的较好方法,而且得出的轨迹插值函数比较平滑.     

电脑动画中3D虚拟人自主运动的研究

电脑动画中复杂环境下3D虚拟人自主运动的研究,是计算机图像处理技术发展过程中急待突破的一个环节。主要原因是传统处理的方式过于复杂耗时。针对上述问题,应用计划分离器建立虚拟人的运动模型,使虚拟人在高低不平的环境中实现正步走、侧走、跑步及跳跃等程序性动画。实验结果表明:提出的方法简单、快捷。     

高欠驱动的拟人机器人多指手

为改进清华大学研制的TH-1型拟人机器人手的传动机构,设计了一种欠驱动手指机构。该手指机构可用于拟人机器人手上,以较少的驱动器获得较多的关节自由度,同时获得较好的自适应抓取功能,降低装置对控制系统的要求。以该欠驱动手指机构为基础,设计了一种高欠驱动的拟人机器人多指手——TH-2手。研究结果表明:TH-2手具有高度拟人化、高欠驱动和高集成度,以及实时控制容易、体积小、质量轻、抓取功能较强等优点;TH-2手适合安装在拟人机器人上使用。     

基于压应力中心的仿人机器人离散轨迹运动控制

针对仿人机器人运动姿态和行为的离散轨迹规划中所存在的机器人稳定性问题,提出了基于压应力中心反馈的控制方法.该方法以17自由度的仿人机器人MechG作为样机,根据动态平衡状态下机器人的压应力中心(Center of Pressure,COP)和零力矩点(Zero Moment Point,ZMP)重合的特性,通过检测COP反馈信息实时调整仿人机器人的各关节运动速度,以此规避机器人的不稳定轨迹点.通过机器人MechG的实验,验证了所提出的控制方法是可行的.     

Robust visual servoing based Chinese calligraphy on a humanoid robot

A robust visual servoing system is investigated on a humanoid robot which grasps a brush in Chinese calligraphy task.The system is implemented based on uncalibrated visual servoing controller utilizing Kalman-Bucy filter, with the help of an object detector by continuously adaptive MeanShift ( CAMShift) algorithm.Under this control scheme, a humanoid robot can satisfactorily grasp a brush without system modeling.The proposed method is shown to be robust and effective through a Chinese calligraphy task on a NAO robot.     

基于视觉前馈和视觉反馈的仿人机器人抓取操作

针对仿人机器人执行抓取操作,提出了一种联合使用视觉前馈和视觉反馈的控制策略. 在视觉前馈中利用基于表格的逆运动学算法,简化了逆运动学计算,减少了抓取操作时间. 视觉反馈补偿了弱标定并增加了系统的稳定性. 两种控制算法的联合使用简化了仿人机器人的伸手抓取操作. 实验结果验证了该控制策略的可用性.     

机器人步态算法仿真研究

以仿人机器人双足步行为研究重点,实现了线性倒立摆步行规划和正逆运动学算法。推导出机器人机械结构对线性倒立摆步行参数的约束条件,并采用遗传算法探索参数空间以得到可行、稳定、快速的步行模式。最后,在该仿真平台上验证了步态生成算法的有效性。     

基于CAN现场总线仿人机器人机械臂分布式控制的研究与设计

基于仿人机器人机械臂的高度实时性和极强的抗干扰性的特点,设计出了基于CAN现场总线仿人机器人机械臂分布式控制系统,利用C8051F041微控制器作为关节分布式控制器,并设计增量码盘和速度检测电路以及相应的软件等,完成了仿人机器人机械臂6个自由度的设计,对机械臂运动轨迹的控制达到了可靠性、实时性和稳定性的要求.     

Reference Trajectory Generation for 3-Dimensional Walking of a Humanoid Robot

Humanoid walking planning is a complicated task because of the high number of degrees of freedom (DOFs) and the variable mechanical structure during walking. In this paper, a planning method for 3-dimensional (3-D) walking movements was developed based on a model of a typical humanoid robot with 12 DOFs on the lower body. The planning process includes trajectory generation for the hip, ankle, and knee joints in the Cartesian space. The balance of the robot was ensured by adjusting the hip motion. The angles for each DOF were obtained from 3-D kinematics calculation. The calculation gave reference trajectories of all the DOFs on the humanoid robot which were used to control the real robot. The simulation results show that the method is effective.