穿戴计算输出接口技术

机器人用于动态、非结构化的环境中或必需有人参与才能完成的任务时,强调以人为本、人机合作,而基于穿戴计算的人机交互设备可使人与机器人维持持续不断的交互.分析和比较了显示、声音、振动、触觉、力觉等输出及设备现状,总结了多种穿戴输出接口和设备的特点、缺陷及避免方法.为避免虚拟现实接口屏蔽本地信息、大量占用传输带宽和穿戴输出设备资源,输出接口应采用增强现实技术,用经过过滤的远程信息来提高人对本地和远程状态的意识.     

机器人离线编程中虚拟现实人机接口研究

研究虚拟现实人机交互技术在机器人离线编程系统中的应用，以提高系统人机交互的自然性和效率。介绍了将六自由度输入设备FASTRAK跟踪系统用于机器人运动路径交互式生成的原理。提出一种场合相关的基于模板匹配的手势识别算法，通过手势向虚拟环境发送交互命令来对虚拟机器人进行离线编程，实现了数据手套在系统中的人机交互。算法简单、实时性好、识别率高、鲁棒性强。方法已在SGI工作站上实现，应用在自主开发的机器人虚拟示教编程系统中，大大提高了离线编程的效率。     

基于有穷自动机的自然语言状态转换

针对Robocup自主机器人比赛中,机器人进攻和防守状态、动作转换延迟问题,采用一种基于有穷自动机模型的自然语言状态转换方法,把机器人、环境等自然语言信息抽象成形式化的符号和状态,并转化为有穷自动机输入符号.通过设定状态转移函数、字母表规则、无差别地完成各种状态转换过程.研究结果表明:该方法能有效地完成自然语言状态下的机器人状态、动作间的转换,具有较好的实时性和可靠性.     

机器人云操作平台的人机交互技术研究

为了克服传统机器人遥操作资源利用率低、对用户要求较高的缺点,基于云计算共享和服务的思想,提出了机器人云操作平台.机器人遥操作以服务的形式提供给互联网用户.基于云平台中用户输入设备多样,同时远端机器人智能水平存在差异的事实,提出了统一的人机交互接口,满足不同层次的需求.首先,对用户端输入设备进行虚拟化,使得所有设备输入具有统一规范.然后,制定了机器人控制方案,建立用户输入和机器人实际运动的对应关系.最后利用语音识别和指点类设备操作,结合基于任务的多通道整合算法,实现了交互自然、高效的多通道人机界面.通过遥操作机器狗实验证明了所设计人机交互接口的合理性和可行性.     

景深约束下的深度强化学习机器人路径规划

为了提高未知环境下移动机器人的探索能力,基于深度强化学习训练提出一种基于最小深度信息有选择的训练模式,通过运动学方程约束,优化了状态空间的搜索与采集,提高了训练速率.在仿真未知环境中通过将RGB-D传感器的深度图像作为机器人的状态输入,学习模型将直接输出机器人的速度与角度并进行运动决策,验证了机器人路径规划控制策略.研究结果表明:在相同的训练时间下,所提出的训练模式对未知环境有更好的探索能力.     

胃肠道无线内窥镜机器人系统

为了实现对人体胃肠道的全程无创诊断,研制了一种具有自主运动能力并集成无线技术的内窥镜机器人系统.针对内窥镜机器人的胃肠道运动环境以及微型化的特点和要求,设计、制作了仿尺蠖柔性运动系统、无线供能系统和无线通讯系统并组装了机器人样机.实验结果表明：内窥镜机器人样机能够适应不同的运动环境而实现有效的主动运动;其无线供能系统在外部输入功率为14.7 W的状态下,可以实现最小
能量为360 mW的传输,在8 m的有效范围内可以实现实时遥控和30 f/s的视频传输.     

基于神经网络的机器人运动模型辨识及实验验证

为提高机器人模型辨识时神经网络的学习速度，改进得到一种新的神经网络拓扑结构——状态延迟输入动态递归神经网络．以德国PowerCubeTM模块化机器人为研究对象，将机器人关节位置信息和OPTOTRAK 3020三维运动测量系统测得的机器人末端位置信息作为神经网络的学习样本，对包含各种影响因素的机器人运动模型进行了辨识．并以此模型为基础，输入验证样本进行验证，所得结果及误差分析说明了该神经网络在学习能力上的优越性及辨识模型的有效性．     

基于OURS PXA270平台的安防系统设计与实现

构建了基于OURS PXA270平台的安防系统．从搭建系统开发环境着手,实现了客户端对传感器信息和视频数据的采集与传输,让用户可以通过移动通信网络对传感器和摄像头的工作状态进行远程控制,并为用户提供了聊天功能和输入软键盘,极大地方便了用户．同时,服务端实现了对传感器状态信息和视频数据的接收、显示、保存与查询功能,真正做到了安全防范、远程监控．     

救援环境下基于遥操作的机器人控制系统研究

结合救援机器人作业环境的要求,开发出基于客户端/服务器模式的远程控制平台。该平台实现了通过无线网络实时传输各类数据和控制命令,客户端再现了机器人的工作环境和状态。并在此基础上进行了机器人实时操作测试。从测试实验结果可以看到,目前基于无线局域网进行机器人的遥操作是可行的。     

基于局部加权k近邻的多机器人系统异步互增强学习

针对多机器人系统的增强学习问题,为提高机器人的学习速度和充分利用通信范围内其他机器人的增强学习的经验和结果,给出了2类基于局部加权k近邻时间差分的多机器人系统的交互式学习策略.对于机器人之间通信无时滞情形,基于环境感测和任务信息状态描述的局部加权k近邻状态选择方法,机器人通过对自身和通信范围内其他机器人Q值表的比较和分析,对其自身的Q值表进行优化迭代更新.在此基础上,分别给出了基于全局通信条件下和局部通信条件下多机器人系统的异步的互增强学习方案.最后,通过仿真实验进一步验证了所提方案的可行性和有效性.     

浅谈教学机器人之界面

该文介绍了基于图形编程的人机交互界面的设计思想,阐述了开发的过程和思路,给出了一种具体的人机交互界面。     

星际探测车导航控制系统结构研究

结合星际探测车的运行环境和任务,提出了一种三层递阶式智能导航控制系统结构.该结构采用了慎思与反应相结合的导航控制策略,通过建立多种人机协同机制,将人的规划能力和反应能力融入到地面协同规划层.通过机器学习的方法使探测车具备智能自主驾驶功能.实现了人机智能的有机结合,提高了星际探测车运行的安全性和环境适应性.     

导向钻井信息三维可视化系统的实现

研究了虚拟现实系统中三维对象虚拟现实建模、立体显示及人机交互等实现技术,并将其运用于导向钻井信息三维可视化系统的实现中,解决了导向钻井中地层、井眼轨迹、靶点以及设计轨道等钻井对象的三维可视化问题.系统为钻井人员提供了一个钻井信息高度可视化的工作环境,能够有效地提高钻井人员对地层构造及储层特性的判断力、钻头在储层内轨迹的控制等,从而提高钻井成功率.详细描述了钻井对象的虚拟现实建模方法及其三维可视化实现,并给出了一个三维对象可视化的示例.     

电力生产企业经济性运行的开放式系统构架技术

在电厂虚拟机组建模、分布式组件以及实时数据处理技术的基础上,提出了一种电力生产企业经济性运行开放式系统构架,实现了经济性运行分析、成本核算、实时数据处理、燃料设备管理、信息发布以及人机交互平台等核心模块.最后,以某电厂的发电煤耗分析为例,对实现软件的关键模块进行了验证,为电厂企业资源规划及经济性运行提供完备的技术支持.     

移动机器人遥控驾驶系统的设计与实现

由于完全自主的移动机器人还存在技术瓶颈,所以遥操作对于实用系统而言是必不可少的,它能够代替人类在远程或者危险的环境下执行任务.介绍了一套自行研制的基于电子地图定位、导航和路径规划功能的、具有友好人机界面的移动机器人遥控驾驶系统.对系统的体系结构、电子地图和无线通信等     

面向自主系统集群的人机混合增强智能综述

新一代人工智能技术的深度融合引发了制造业的大变革,其中基于人机物协同的人机混合增强智能展现出越来越大的潜力。针对这一背景,本文分析了智能制造系统中人机协同的相关研究,从人机建模、人机交互模式、人机界面设计和人机共享控制等几个方面回顾了面向自主系统集群的人机混合增强智能的关键理论和方法及其可能存在的问题和未来可能的解决方案。希望能为相关研究提供启发和参考。     

主动康复训练机器人的感知交互与控制策略

 目前中国面临巨大的康复压力和需求,康复训练是目前实现患者功能恢复的主要方式。主动型康复机器人能够引导和鼓励患者积极参与到康复训练过程中,达到更优的长期训练效果。从主动康复训练辅助技术、主动康复训练感知与神经交互技术、主动康复训练交互控制策略、主动康复训练技术发展等方面分析了主动型康复训练的问题,表明以人为核心的结构设计可以促进系统的舒适性、个性化建模和运动意图获取,可以提高人机交互准确性、诱发患者主动参与提高训练过程中神经交互的有效性。关键词康复机器人;主动康复;运动意图;人机交互;神经反馈刺激     

下肢外骨骼机器人阻抗控制参数优化研究

为了提高下肢外骨骼机器人的人机交互性能,本文以基于位置的阻抗控制参数优化为研究对象,提出基于复合粒子速度调节的改进粒子群优化(CSAPSO)算法。CSAPSO算法引入欧式归一化速度调节参数、增加阶段性惯性权重重置和幂函数调节机制,平衡种群探索和开发能力。通过算法改进前后对基础函数的寻优效果对比,验证CSAPSO算法的优越性。基于MATLAB软件Simulink工具箱搭建阻抗控制仿真平台,分析不同方法求解下控制参数优化效果。结果表明CSAPSO算法优化后的参数具有更优的控制效果,进一步降低控制过程中的接触力和位置误差,提高人机交互柔顺性。     

数字校园三维仿真系统设计与应用

以福建师范大学旗山校区为实例,建立基于IMAGIS平台的数字校园三维仿真系统,以仿真的模型再现校区空间结构,实现数字校园的空间信息三维可视化和空间地理信息分析查询,为校园管理和服务提供一个科学简便、形象直观的可视化人机交互平台.通过数字校园系统,利用宽带流和金字塔技术在WEB与Google Earth上实现校园交互漫游查询,建立校园谷歌,增强数字校园信息现代化管理以提高学校的知名度和影响力.