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發(fā)揮上海交大自動化系在預測控制多年的積累和優(yōu)勢，開創(chuàng)性地應(yīng)用非馮諾依曼架構(gòu)實現(xiàn)高性價比的電機控制診斷模組，全球范圍內(nèi)首度實現(xiàn)控制器和診斷器的一體化，首度高性能AI芯片應(yīng)用到一體化關(guān)節(jié)，從基于存算一體電控芯片模組打造協(xié)作機械臂及路橋焊接工作站，到實現(xiàn)電機驅(qū)動專用芯片流片

成果簡介： 主要功能和應(yīng)用領(lǐng)域： 老齡化社會和殘疾人需要家用機器人服務(wù)。當今中國，需要面對的新挑戰(zhàn)是人口的老齡化加劇，以及殘疾人的比重越來越高，未來我們需要投入大量的人力物理財力來陪護老年人和殘疾人的生活起居。面向居家養(yǎng)老的家政服務(wù)機器人對提高老人的生活質(zhì)量及緩解國家和社會的壓力具有重要的意義。 面向居家養(yǎng)老的家政服務(wù)機器人的主要功能有： （1） 個人助理，包括日程計劃與提醒、面孔記憶與識別、電子設(shè)備操作指導、可視通話、攝影攝像、報告天氣提醒穿衣等。 （2） 娛樂陪伴，包括音視頻顛簸、歌唱舞蹈、表情語音互動交流等。 （3） 安全監(jiān)測，包括人體活動分析及異常檢測、煤氣水電危險監(jiān)測、視頻監(jiān)控等。 （4） 云端計算，包括用戶活動、交互反饋云端存儲、用戶習慣模式分析及個性化交互推薦、機器人協(xié)作交流等。 特色及先進性： 該成果包括全向移動地盤技術(shù)、機器人控制技術(shù)、3D手勢精確建模識別和學習技術(shù)、2D和3D眼動跟蹤和檢測技術(shù)，具備先進的感知能力、視覺理解能力及多媒體交互技術(shù)。 主要技術(shù)指標： 靜態(tài)手勢識別，采用WDTW識別技術(shù)，可以識別任意自定義手勢，最大使用距離為4M，視角為70度（垂直）60度（水平），分辨率為1080p。識別率方面，在CHTG自定義手勢數(shù)據(jù)庫中，對3D連續(xù)手勢識別算法進行了對比驗證，我們的方法和傳統(tǒng)的識別的方法分別取得了85%的正確率以及12.2%的錯誤。 眼動控制采用基于投影空間中交比不變性的眼睛凝視點估計方法，使用距離為100-800mm，使用偏移為200mm（垂直）200mm（水平），控制頻率為30fps。目前眼動控制技術(shù)精精度高達2度。 能為產(chǎn)業(yè)解決的關(guān)鍵問題和實施后可取得的效果： 現(xiàn)有研究成果覆蓋了面向居家養(yǎng)老的家政機器人的全部關(guān)鍵技術(shù)，基本具備了產(chǎn)業(yè)化的初步條件，目前正在加緊研制樣機。項目實施后將推出極具競爭力的居家養(yǎng)老家政服務(wù)機器人產(chǎn)品，具有廣闊的市場前景。

噴頭霧化液滴中徑尺度控制范圍 20-40μm； 噴桿總高度可在 1.5m-2.2m 內(nèi)自動調(diào)節(jié)； 無人駕駛施藥導航系統(tǒng)相位中心誤差±10mm，提取特征線段的準確率達 98%；裝備寬度 40-70cm 內(nèi)可調(diào)；施藥行駛速度： 0-1.5m/s，加速度為 0.5m/s2；與傳統(tǒng)施藥方式相比，施藥效率提高 10%，農(nóng)藥有效利用率提高 10%。

本實用新型涉及磁諧振式無線充電技術(shù)，具體涉及一種變電站巡檢機器人，包括外殼、無線充電模 塊、高效接收端線圈、中繼線圈、蓄電池、高清攝像頭和電磁輻射屏蔽層；無線充電模塊安裝在外殼底 部，高效接收端線圈及中繼線圈固定于無線充電模塊中，高效接收端線圈設(shè)置在中繼線圈之上；電磁輻 射屏蔽層覆蓋無線充電模塊的頂部；高清攝像頭設(shè)置于外殼的頂部；高效接收端線圈和高清攝像頭分別 與蓄電池電連接。該變電站巡檢機器人減少了傳統(tǒng)有線充電插頭等部位易發(fā)生老化、易產(chǎn)生火花

研制的新型水下飛行式智能探測巡檢機器人通過長艏翼設(shè)計，可搭載雙三軸正交電磁探測設(shè)備，以突破水下聲、光設(shè)備探測盲區(qū)，克服海纜（尤其是海底光纜）直徑細小、海床掩埋等探測挑戰(zhàn)，實現(xiàn)近海底飛行式探測與巡檢，為海纜智能運維提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。該水下機器人為國內(nèi)首款面向海纜智能運維的無人無纜自主探測巡檢裝備，可通過日常巡檢評價海纜安全風險，制定海纜系統(tǒng)運維計劃。該裝備還可對海纜進行故障點快速定位，輔助完成海纜快速打撈和故障修復。 圖 1飛行式長艏翼水下機器人近底探測巡檢海纜場景 圖2 自主研發(fā)的海纜智能探測巡檢水下機器人 圖3 水下機器人模擬海纜探測湖上試驗 水下機器人深度等級300米（可根據(jù)場景需求進行升級）；有效探測磁場強度≥10nT；巡航速度3節(jié)、探測巡航速度1-2節(jié)。

本成果為自主研發(fā)的神經(jīng)外科智能導航與手術(shù)機器人系統(tǒng)，核心包括手術(shù)規(guī)劃軟件、導航定向系統(tǒng)、機器人輔助器械定位和操作系統(tǒng)。 該系統(tǒng)能夠提供開放的人工智能建模與手術(shù)規(guī)劃功能，讓建模與規(guī)劃更加智能；提供個性化3D打印部件功能，讓導航設(shè)置更簡便，術(shù)中操作更安全；具有界面友好、功能強大的神經(jīng)外科建模與手術(shù)規(guī)劃軟件，支持CT/MRI多模態(tài)圖像自動配準融合、智能重建、解剖測量、手術(shù)方案設(shè)計等功能。此手術(shù)機器人可用于腦外科手術(shù)、活檢、電極測量、囊腫或血腫等手術(shù)。機器臂可實現(xiàn)精確的術(shù)中定位，手術(shù)更加微創(chuàng)，并且可以連續(xù)穩(wěn)定工作，降低醫(yī)生疲勞程度，提高手術(shù)安全性。

拋投式微小型智能探測機器人，是一種小型機器人，2公斤以內(nèi)，可以隨身攜帶，可以以手拋、炮射、空投等方式進入災(zāi)害（火災(zāi)、地震、化學爆炸等）現(xiàn)場，實現(xiàn)危險環(huán)境的無人探測與通訊。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 應(yīng)急救援人員在執(zhí)行如消防偵查等具有一定危險性的救援任務(wù)時，都需要盡可能了解任務(wù)場景，然后制定指揮方案。在任務(wù)環(huán)境未知的情況下，如果讓救援人員去探測現(xiàn)場情況，不僅難以獲得準確、全面的現(xiàn)場信息，更重要的是可能給探測人員帶來危險。采用智能偵檢機器人代替人員去探測任務(wù)場景，可以通過機器人上裝備的多種傳感器獲得完整的現(xiàn)場信息，還能使得救援人員在偵檢過程中遠離危險，提高任務(wù)執(zhí)行效率，減少人員傷亡。針對不同使用場景，采用不同機器人可以滿足使用需求：對于高樓或狹小型空間，可采用拋投式微小型智能探測機器人執(zhí)行偵檢任務(wù)；對于地面情況復雜的情況，履帶式應(yīng)急智能探測與救援機器人可以更好實現(xiàn)偵檢功能。 本項目形成的產(chǎn)品將主要應(yīng)用與消防以及應(yīng)急救援行業(yè)，針對火災(zāi)現(xiàn)場不明狀況的環(huán)境條件，尤其是充斥煙氣但尚無太高溫度的現(xiàn)場環(huán)境，研究設(shè)計適合消防救援現(xiàn)場信息探測與偵檢的拋投式微小型智能探測機器人，通過投擲、炮射等快速部署方式布置到現(xiàn)場，偵測并實時回傳現(xiàn)場救援所需信息，實現(xiàn)救災(zāi)現(xiàn)場信息的應(yīng)用集成與輔助決策系統(tǒng)構(gòu)建，切實保證消防戰(zhàn)士施救自身安全、提高救援效率的戰(zhàn)術(shù)目標。 拋投式微小型智能探測機器人，是一種小型機器人，2公斤以內(nèi)，可以隨身攜帶，可以以手拋、炮射、空投等方式進入災(zāi)害（火災(zāi)、地震、化學爆炸等）現(xiàn)場，實現(xiàn)危險環(huán)境的無人探測與通訊。 它可在救援人員無法快速接近或不適宜進入的事故現(xiàn)場，采用拋投形式實現(xiàn)快速部署，主動探測火災(zāi)現(xiàn)場情況。一方面可以替代消防人員進入不適合人類進入的事故現(xiàn)場，保證了人身安全另一方面，拋投快速部署也提高了災(zāi)難響應(yīng)速度。 本項目中研發(fā)的三款機器人都具備對火災(zāi)現(xiàn)場溫度、氣體濃度、可見光或紅外圖像、視頻、聲音等環(huán)境信息與參數(shù)的探測與偵檢能力，嚴格按照消防裝備安全規(guī)范進行設(shè)計，滿足消防現(xiàn)場信息探測設(shè)施快速部署、所需信息有效偵測等功能要求，特別適用于消防救援現(xiàn)場危險信息的實時探測與搜救任務(wù)，可以對起火點的尋找與確認、人員定位與搜救提供重大幫助。根據(jù)現(xiàn)場情況的具體需要，可以選擇使用不同形態(tài)的機器人代替消防戰(zhàn)士先行進入各種災(zāi)情現(xiàn)場、以及可能坍塌的建筑物、被火墻封鎖的室內(nèi)空間等救援現(xiàn)場開展信息偵檢和搜救工作。智能機器人現(xiàn)場偵檢實時傳回的現(xiàn)場信息，可以有效接入消防救災(zāi)現(xiàn)場信息系統(tǒng)，通過信息的集成應(yīng)用構(gòu)建救援現(xiàn)場指揮輔助決策系統(tǒng)，對于保證救援人員自身安全、減少次生災(zāi)害、提升救援水平具有顯著的技術(shù)支撐作用。 本項目研發(fā)的機器人技術(shù)，主要是填補了現(xiàn)有消防裝備在復雜環(huán)境下智能化偵查能力的不足，使智能機器人技術(shù)應(yīng)用與消防救援任務(wù)相結(jié)合，社會效益和經(jīng)濟效益價值凸顯，并將進一步促進我國消防應(yīng)急處理關(guān)鍵技術(shù)與裝備的發(fā)展。

本項目在國內(nèi)首次提出“躍翔一體”的機器人設(shè)計理念，創(chuàng)新性將跳躍結(jié)構(gòu)與固定翼飛行思路結(jié)合，集飛行模塊、驅(qū)動模塊與仿生彈跳腿于一體。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 跳躍或飛翔等運動形式，可以獲得遠高于傳統(tǒng)行走、爬行步態(tài)的運動靈活性，為使機器人具有小尺度、高集成、多模態(tài)的特點，本項目在國內(nèi)首次提出“躍翔一體”的機器人設(shè)計理念，創(chuàng)新性將跳躍結(jié)構(gòu)與固定翼飛行思路結(jié)合，集飛行模塊、驅(qū)動模塊與仿生彈跳腿于一體。研制的原理樣機在微小尺度下實現(xiàn)了5倍體長的跳躍高度（0.5m）的同時，可在空中維持良好姿態(tài)、滑翔距離達到了50倍體長（5m）。

1.痛點問題 協(xié)作機器人是在共享空間中與人互動或在附近安全工作的機器人。與傳統(tǒng)工業(yè)機器人相比，協(xié)作機器人的優(yōu)點主要體現(xiàn)在人機共融環(huán)境中的安全性、交互性、靈巧性和智能性。這種機器人不僅性價比高，而且安全方便，能夠極大地促進制造企業(yè)的發(fā)展。針對我們國家協(xié)作機器人方向，機器人關(guān)鍵核心部件（一體化關(guān)節(jié)、扭矩傳感器、力矩電機、自適應(yīng)控制器）受到國外卡脖子影響，系統(tǒng)軟件、智能感知和決策算法儲備不足，整機集成設(shè)計方面需要極大提升，因此攻破關(guān)鍵制約，加速智能協(xié)作機器人發(fā)展刻不容緩。 2.解決方案 本項目總體目標是實現(xiàn)自治友好的智能協(xié)作機器人系統(tǒng)。突破了“感-驅(qū)-控”一體化關(guān)節(jié)集成設(shè)計技術(shù)、分布式實時控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計技術(shù)、高帶寬自適應(yīng)柔順運動控制技術(shù)、基于機器學習的視覺感知技術(shù)，形成一批關(guān)鍵核心部件，包括扭矩電機、力矩傳感器、一體化關(guān)節(jié)、分布式控制器和末端執(zhí)行器，實現(xiàn)輕量化、模塊化的協(xié)作機器人單臂和雙臂，和圍繞復雜應(yīng)用場景開展應(yīng)用驗證。 合作需求 1）構(gòu)建針對于產(chǎn)品打磨的專業(yè)化團隊； 2）組建針對產(chǎn)品的專業(yè)化管理和銷售團隊； 3）搭建研發(fā)的實驗基地和批量生產(chǎn)基地，以及尋求資金支持。 或者，尋找有實力的產(chǎn)業(yè)企業(yè)，開展技術(shù)轉(zhuǎn)移。

防疫消殺機器人可自主完成建圖導航，智能避障，完成消毒任務(wù)后智能充電。同時實時監(jiān)控消毒流程，生成完整工作日志，保證室內(nèi)衛(wèi)生的消毒工作安全、高效地進行。 產(chǎn)品型號分為：單燈柱型、折疊翼燈柱型兩種類型。 1、單燈柱型功能模塊： 2、折疊翼燈柱型功能模塊：