北京理工大學 黃強教授團隊
北京理工大學借鑑人類長期進化所具備自然、快速、協調運動機理和靈巧結構特徵,創新地研究了仿人機器人的仿生運動規劃、控制與系統集成等關鍵技術,取得了新突破。
提出了仿人機器人運動規劃新方法,首創了運動相似性評價準則,可全範圍定量計算機器人運動與人體運動的相似度,解決了多自由度機器人擬人化複雜運動難題,提高了機器人運動的自然性和穩定性。
提出了快速傳感反射平衡控制方法,無需機器人數理模型即可調節踝、膝、腰等關鍵部位,解決了複雜環境下突發擾動等平衡控制難題,顯著提高了仿人機器人適應環境變化的能力和反應速度。發明了功能仿生靈巧機構,攻克了系統集成技術,解決了部件與系統性能一致性難以匹配的問題,研製成功了集成度高、運動協調能力強的5代仿人機器人。
與4代技術創新方向不同,「匯童」5代仿人機器人1.62米的身高、63公斤的體重略顯瘦小,但全身30個自由度的活動能力,突破了基於高速視覺的靈巧動作控制、全身協調自主反應等關鍵技術,使得「匯童」5代成為具有「高超」運動能力的機器人健將。
「匯童」5代能進行桌球人機對打。兩臺機器人對打的最高次數達到200多回合,堪稱成為機器人「國球手」。作為國際首創技術,「匯童」5代是世界仿人機器人領域的一項重大突破。
項目負責人黃強教授「因在仿人機器人設計和控制方面的貢獻」當選美國電子電氣工程師學會會士(IEEE Fellow)。
陝西九立機器人製造有限公司
陝西九立機器人製造有限公司是一家製造特種機器人的高科技公司,公司主要是以特種機器人的研發、加工、生產製造和銷售為一體。其產品包括9號雙足機器人(下圖),國內第一個1:1仿人型「智童機器人」、人型雙足「易」機器人以及全世界最大的載人「鋼彈」機器人等。
深圳優必選有限公司
在CES 2018上,我們預見了Ubtech將於2019年推出的「人形機器人管家」Walker 。雖然它沒有雙臂,但是雙腳已經相當靈活,陪你踢個球也不在話下。Ubtech是一家紮根於中國的機器人企業,此前推出過大量的家用和玩具機器人產品。
Walker高1.3m,擁有兩條自由度極高的腿,可以上下樓梯、全向行走,具備踢球、跳舞等多種互動運動能力。此外,Walker機器人還配備了麥克風、高清顯示屏、攝像頭和傳感器等設備,具有語音交互、導航避障、安全監控、視頻通話等功能,可以使用手機APP或語音兩種方式交互。它主要放在室內使用,可以用來播放音樂、詢問天氣、諮詢新聞、閒聊、即時視頻通話,或者是遠程監控,教育、陪護小孩以及控制智能家居等。
在運動能力方面,Walker機器人具備全方向自由行走、穩健爬坡以及平穩上下樓梯能力,擴展了其在室內的運動能力。此外,Walker機器人採用了優必選自主研發的新一代基於三維視覺的定位導航系統——U-SLAM,在雙足機器人自主運動的過程中,其不僅可以實時定位、路徑規劃與動態避障等,領先的防抖算法還能有效的解決由本體運動引起的視覺抖動問題。
浙江大學 熊蓉教授團隊
熊蓉教授,浙江大學工業控制技術國家重點實驗室教授、博導,智能系統與控制研究所機器人實驗室主任,曾獲得世界級機器人足球比賽冠軍。
你可能已經習慣了美國波士頓動力公司在機器人領域又搞出一些新花樣,但這次,是浙江大學熊蓉教授領導的機器人團隊給我們帶來了新花樣。項目負責人、浙大控制學院、浙江大學工程師學院朱秋國說:「『絕影』的表現表明,中國的四足機器人技術已經能夠接近國際一流水平。」
最終歷時4年多研製的「悟」、「空」集成了機器人領域的諸多先進技術:身軀採用了高強度輕質材料和加工工藝,全身有30個關節,僅手臂就能做7個自由度的運動。
哈工大機器人研究所 付宜利教授團隊
付宜利教授是哈工大機器人研究所副所長、生物醫學工程中心主任、機器人國家重點實驗室副主任,中國人工智慧學會理事,工信部重點實驗室學術委員會委員。他注重在機器人技術與生物醫學工程領域開展創新性研究。研製了我國首個大型機器人機構仿真系統;在國內首次建立了空間智慧機器人地面實驗平臺仿真系統;基於現代循證醫學和康復醫療連續被動理論,研製了世界首個手指創傷康復仿生機械手;研製了我國首個心血管介入手術機器人系統、腹腔微創手術機器人系統、液壓驅動雙足機器人系統。
北京鋼鐵俠科技有限公司
自上世紀六七十年代起,雙足大仿人機器人的研究就已開始,並在軍事及一部分工業場景中被運用。近年來,隨著被Google收購Boston Dynamics ,後者的雙足行走機器人Atlas 才被普通大眾所關注。而在國內,雖然也有少數高校研究過,但還停留在科研階段,鮮有考慮商業化,也給國內基於人形機器人的研究帶來了種種不便。
鋼鐵俠科技成立於2015年,利用兩年的時間研發了三代仿人機器人。與其他已經實現量產的服務機器人不同,鋼鐵俠重點研發大型雙足仿人機器人的本體、「運動」以及核心零部件。
雙足機器人在運動狀態下的平衡及穩定性一直是業界的難題之一,即使在目前的DARPA機器人挑戰賽中,仍有不少機器人會在碰到障礙物時摔倒。因此,商業化前景也不甚明朗。
硬體上,鋼鐵俠科技並沒有採用Atlas的液壓驅動方案,而是自研了全套的電機驅動方案。之所以選擇電機驅動方案,主要是因為Atlas為代表的液壓驅動方案,噪音大、功耗高,並不太適用於工業機械以外的領域。
此外,Atlas的結構部分要依賴於高精度的金屬3D印表機列印,很難標準化,這就意味著很難量產。為此,團隊研發了高精度、無噪音的電機驅動,採用智能算法,可以智能適配多種型號的電機。
要讓機器人像人一樣行走,這個過程可以拆分成環境感知、步態規劃、步行控制等幾個環節。這其中,控制算法就是核心。鋼鐵俠科技採用了自研的姿態傳感器、位置傳感器,配合視覺、力覺等模塊,可以滿足機器人組合導航和步態、平衡控制的需求。
同時採用了高速電機製成,行走速度可以自由調節,自帶電源,可以連續工作四小時。為了提供更為通用、可靠的開發環境,團隊採用了目前市面上最為普及的ROS機器人作業系統。
先進位造所
中國科學院合肥物質科學研究院先進位造技術研究所(以下簡稱先進位造所)是中國科學院合肥物質科學研究院下屬的研究單位之一。
先進位造所研發的「智能先鋒號」類人機器人獲得美國國防部DARPA舉辦的「先進機器人挑戰賽」的預賽資格;無人車在「中國智能車未來挑戰賽」中,連續四年進入前三名;研發的國內首臺「老人服務機器人、欠驅動仿人機器人手爪、高精度金屬分離器、面向高速高精作業的混聯機器人」等通過成果鑑定,達到國際先進水平。
仿人雙足機器人項目來源於中科院合肥物質科學研究院「十二五」重點培育方向項目。該機器人是一種以實施危險環境救援為目標的類人型機器人,本項研究以人類功能和結構為基本仿生對象,通過研究人類高度的運動靈活性、環境自適應性和負重作業能力,研製出能夠在複雜環境條件下執行作業的機器人系統。
2013年研發的「智能先鋒號」仿人雙足機器人在全世界100多個隊中,獲得參加美國國防部DARPA舉辦的國際機器人挑戰賽(DRC)資格,實現了整個機器人系統有機集成,突破環境識別、自主行走、任意抓取等多項關鍵技術。
樂聚機器人技術有限公司
樂聚機器人成立於2016年3月,總部設在深圳,主要由哈工大研發機器人的團隊構成,研發類人形機器人,推出Aelos、Talos等系列機器人,面向教育和服務機器人兩大方向,前者負責短期變現,後者主打未來布局。
目前樂聚機器人主打基於Aelos的教育產品線。Aelos定位面向兒童和極客,主打的是增強用戶粘性,既可以娛樂,又可以學習編程。
Aelos的一大賣點是高靈活性,有17個自由度,可以在程序控制下做出各類動作,包括比較難的推倒後自己爬起來,以及快速向前行走。快速雙腿交替向前行走看起來很簡單,實際上背後涉及到很多步態研究、舵機的電機控制曲線等很多技術;樂聚機器人自己設計了Aelos的舵機,在壽命、性能方面都很好,可以和國外產品PK,但價格則是和國產舵機差不多,而且已經實現了量產。
樂聚機器人團隊成員此前有人此前曾參與中國版機器大狗的設計,舵機的設計借鑑了類似的技術。
上海荷福人工智慧集團
上海荷福人工智慧集團是由荷福控股集團整合旗下荷福機器人等六家人工智慧企業組建而成,具備為多行業提供個性化人工智慧服務的綜合技術能力,是中國人工智慧機器人行業中的領軍企業。
其最具有代表性的機器人產品就是荷福人型直立行走機器人,它是繼美國和日本之後,世界上第三個也是中國唯一的擁有雙足直立技術的機器人。
荷福人工智慧集團有七款機器人亮相了2017世界機器人大會,分別是:基於多模態建模一比一高仿真姚明,可靈活投籃的姚明投籃高仿真機器人;採用仿人行走步態控制方式,行走流暢的雙足直立行走機器人吳小歡;具有自主避障、人臉和語音識別等十大綜合功能的多功能服務機器人小福;擁有高速運動目標捕捉、自主避障、多機協同等功能的羽毛球機器人;通過語音,就可以控制家裡所有家居設備,基於雲計算和大數據的知你、懂你、為你的智能家居機器人福娃;通過採集人的腦電波信號,將其轉為控制指令,對虛擬人物、智能硬體進行控制的腦電波機器人;通過基於深度學習的人臉檢測和跟蹤算法,實現實時人臉抓取,目標人臉庫搜索比對的人工智慧人臉識別機器人。
未來智能實驗室是人工智慧學家與科學院相關機構聯合成立的人工智慧,網際網路和腦科學交叉研究機構。
未來智能實驗室的主要工作包括:建立AI智能系統智商評測體系,開展世界人工智慧智商評測;開展網際網路(城市)雲腦研究計劃,構建網際網路(城市)雲腦技術和企業圖譜,為提升企業,行業與城市的智能水平服務。
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