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机器人研发的难点与创新

2016-05-30 09:39
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  12.差异给料控制边角匹配——会自动调整布料的缝纫机

  这是一种用在自动缝纫系统中的新型控制方法,能独立控制缝纫单位的给料,帮助缝纫机匹配布料边角部分,适应材料形状的不确定和长度变化。利用这种控制方法,可以通过端点检测,独立控制上下两部分的给料速度,使两块布料保持对等。研究人员同时还提出了不同的矫正误差方案,并进行了实验。

  13.与虚拟现实结合——空间引导定位机器臂

  这是一款利用虚拟现实(VR)或增强现实(AR)眼镜执行定位操作的解决方案。在这一设计中,研究人员解决了如何提供信息反馈,引导手持机器臂完成空间定位的任务。把前面介绍的6-DoF或5-DoF手持式机器臂和VR或AR立体眼镜结合,眼镜视域中会出现一个箭头标记,指示人工操作杆和机器臂应该到达的位置,通过比较实验,用机器臂定位操作比人工操作杆效果更好。

  14.通过五万次实验学习挑选物品——人工智能管理

  这款人工智能模型利用机器学习算法不断探索人类标签数据库,通过5万次抓取实验,训练神经网络(CNN)预测抓取位置,选择抓取特定的目标物体。

  15.闭路控制的接触变形胶体——新型触觉变形表面

  在以往用于触觉和柔软机器人中的颗粒胶体设备中,形状变化通常由人来直接控制,是开放式的。研究人员展示的新型触觉胶体表面,由12块排列在一起的胶体单位组成,能统一改变形状和力学性质。他们设计了一种新算法,在这种触觉胶体表面上测试了三种驱动命令,并通过传感器提供的深度图,监视闭路控制的形状变化。

  16.“向日葵”式太阳能电池板——双轴机器人平台SoRo-Track

  SoRo-Track模型是一种双轴的柔软机器人驱动器(SRA),可以像向日葵那样随阳光改变方向,作为一种自动调节的光伏太阳能电池支持平台,并能与建筑物结合在一起。

  研究人员指出,与传统驱动器,如直流马达、水压发动机或气压活塞相比,SRA系统越来越受欢迎,其品质柔软、形态简单、功率重量比高、抗干扰性强,能适应外部振动和不利环境条件,而且设计灵活,容易调节,成本较低。

  17.结合三个旋转扫描镜的旋镜3——超广角高速监控器

  旋转镜是一种新型光学高速监控器,克服了以往高速监控器视野范围(小于60°)的限制。最新一款称为旋镜3,由3个自动旋转镜组成,能实现超广角监控,理论视野范围达到360°。

  根据这一机制开发的旋镜3样机,平面方向的实际视野范围超过260°,能在10毫秒内快速反应。此外,样机结合了1000英尺/秒的高速视觉系统,能实现高速跟踪监控。研究人员专门开发了视觉跟踪算法,能毫不费力地跟踪抓拍到被两个人打来打去的乒乓球。

  18.上下盘旋、翻滚自旋样样行——全方位飞行器模型

  研究人员通过静态力和力矩分析,设计了一种6个自由度的新式飞行器,外观是一个立方体框架,内部合理地排布着8个螺旋桨,使飞行器的灵活度达到最大。它不仅能在空中平稳地上下飞行,前后旋转,还能自己前后翻滚,左右自旋。

  19.五自由度的磁控微型机器人——旋转永磁体控制平台

  通过电磁驱动系统控制的微型机器人,在生物医疗和微流设备中有着广阔应用前景。研究人员设计了一种磁控装置样机,由8个较大的旋转永磁体组成阵列,能以5个自由度精确遥控简单的无绳微磁体,精确程度达到亚毫米级。在演示中,这一系统能产生任意方向的场和梯度场,控制250微米的微磁体按任务路径运动,精确度达到39微米。

  20.夸张动作逗人发笑——喜剧演员机器人

  这种机器人能做出滑稽夸张的动作,逗人发笑,有望用来预防或治疗精神疾病。研究人员指出,笑很难成为一种有效的医疗方法,因为人们至今尚未完全理解笑的机制。非语言的滑稽表演可能超越文化和语言,因此逗笑机器人有助于揭示人们为何会发笑。

  研究人员对喜剧演员的夸张动作进行了专门计算,提出一种人形手臂设计,拥有灵活的轻质关节,通过双发动机驱动,能在广阔空间迅速挥舞运动。 

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