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成果簡介： 以工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用為核心目標(biāo)，包括機(jī)器人的平面及立體視覺系統(tǒng)開發(fā)，進(jìn)行非標(biāo)夾具及周邊非標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及選型，應(yīng)用軟件系統(tǒng)的開發(fā)及調(diào)試，完成機(jī)器人非標(biāo)自動化系統(tǒng)的開發(fā)及調(diào)試，實(shí)現(xiàn)用戶的需求，實(shí)現(xiàn)用機(jī)器人換人的目標(biāo)，達(dá)到交鑰匙工程的使用要求。

一種用于球型和圓拄型油罐和農(nóng)藥罐等各種密閉容器的清理修補(bǔ)機(jī)器人。本項(xiàng)目針對石化等行業(yè)目前存在的球型及圓柱型兩種主要的油罐容器類型，研究開發(fā)了極坐標(biāo)及圓柱坐標(biāo)油罐清洗機(jī)器人。這兩種機(jī)器人工作空間完全適合直徑5米左右的球型及圓柱型油罐的內(nèi)部形狀，通過電腦編程可適應(yīng)更多的內(nèi)部型腔；在機(jī)器人手臂末端的夾持器上可更換液體噴頭或旋轉(zhuǎn)刷頭，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)清洗或機(jī)械刷洗或修補(bǔ)；機(jī)器人本體采用開伸縮式折疊結(jié)構(gòu)，收縮可適應(yīng)罐頂人孔口徑（500mm），進(jìn)入油罐內(nèi)部后，可展開(工作直徑達(dá)5000mm)，刷頭工作接觸壓力和清洗空間半徑可進(jìn)行調(diào)節(jié)。 機(jī)器人特點(diǎn)：機(jī)構(gòu)小巧靈活、清洗效果好效率高、成本低。

上科大iHuman研究所在肥胖癥藥物靶點(diǎn)研究上獲重要突破，首次解析 人源黑皮質(zhì)素受體4（Melanocortin-4 Receptor，MC4R）原子分辨率晶體結(jié)構(gòu)。該成果以“Determinationof the Melanocortin-4 Receptor Structure Identifies Ca2+ as a Cofactor forLigand Binding”為題，于4月24日在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表。上科大Stevens課題組博士研究生于靜為文章的第一作者，iHuman研究所創(chuàng)始所長Raymond C. Stevens和密歇根大學(xué)教授Roger D. Cone為共同通訊作者，上科大是第一完成單位。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究工作的Stevens實(shí)驗(yàn)室專注于多肽配體調(diào)控的G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）及與肥胖癥和代謝類疾病相關(guān)受體研究。肥胖癥增加了其它并發(fā)癥的患病風(fēng)險(xiǎn)，如二型糖尿病、心血管疾病等。MC4R主要在下丘腦中表達(dá)，參與控制食物攝取、能量消耗、體重維持等。實(shí)驗(yàn)和臨床證據(jù)也表明，MC4R是肥胖癥治療的重要靶點(diǎn)。但針對MC4R結(jié)構(gòu)與功能的研究及藥物研發(fā)一直充滿挑戰(zhàn)。通過與密歇根大學(xué)Roger Cone實(shí)驗(yàn)室以及南加州大學(xué)合作者的共同努力，最終解析了人源MC4R與環(huán)形多肽配體SHU9119復(fù)合物2.8埃分辨率的晶體結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)鈣離子（Ca2+）結(jié)合在MC4R正構(gòu)結(jié)合口袋中，同時(shí)與受體及候選藥物發(fā)生相互作用，這也是首次觀察到功能性Ca2+與GPCR的結(jié)合模式。同時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)Ca2+有助于穩(wěn)定受體-候選藥物復(fù)合物，并使內(nèi)源性激動劑α-黑素細(xì)胞刺激激素（α-melanocyte stimulating hormone, α-MSH）的親和力和效力得到了極大的提高，但Ca2+對內(nèi)源性拮抗劑刺鼠相關(guān)蛋白（Agouti related protein, AgRP）卻無類似的作用效果?！癕C4R是一個神秘而有趣的蛋白分子，還有許多未被發(fā)現(xiàn)的故事。MC4R-SHU9119-Ca2+復(fù)合結(jié)構(gòu)第一次揭下了MC4R的神秘面紗?！庇陟o說道，“將對活化狀態(tài)的結(jié)構(gòu)、MC4R與G蛋白、與其它蛋白之間的相互作用，以及同源/異源二聚體形成等方面進(jìn)一步研究”。這項(xiàng)工作由上科大生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院和iHuman研究所的Raymond Stevens與趙素文團(tuán)隊(duì)、密歇根大學(xué)的Roger Cone實(shí)驗(yàn)室以及南加州大學(xué)的科研人員共同開展。

專利名稱：

本發(fā)明屬于機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定領(lǐng)域，并公開了一種利用球桿 儀標(biāo)定機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法。該方法包括下列步驟:(a)安裝標(biāo)定桿 和工具杯，固定標(biāo)定底板和三個中心座，(b)標(biāo)定工具坐標(biāo)系和用戶坐 標(biāo)系，用球桿儀測量三角形 BCD 的邊長，(c)空間預(yù)設(shè) A 點(diǎn)與 BCD 構(gòu) 成空間四面體的邊長求得用戶坐標(biāo)系下的 A 點(diǎn)的坐標(biāo)，(d)利用機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)與基坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化求得向量^baseO’

本發(fā)明屬于工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃領(lǐng)域，并公開了一種基于 Bezier 樣條的機(jī)器人實(shí)時(shí)拐角過渡方法，包括以下步驟:記錄關(guān)節(jié)空間起始 點(diǎn),過渡點(diǎn)的坐標(biāo)，笛卡爾空間目標(biāo)點(diǎn)，過渡點(diǎn)的坐標(biāo)，笛卡爾空間的 過渡半徑 R 及最大誤差約束;計(jì)算笛卡爾空間過渡曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)的 坐標(biāo)和關(guān)節(jié)空間過渡曲線起點(diǎn)的坐標(biāo);計(jì)算笛卡爾空間過渡曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)速度方向單位矢量;計(jì)算笛卡爾卡爾空間過渡曲線中間控制點(diǎn) 的坐標(biāo)，并求解 Bezier 樣條曲線的構(gòu)造函數(shù);最后進(jìn)行速度規(guī)

本發(fā)明公開了一種基于飛秒激光技術(shù)的玻璃表面室內(nèi)清潔機(jī)器人及方法，包括飛秒光纖激光器、實(shí) 時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和控制中心，飛秒光纖激光器、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)均與控制中心相連，其中:飛秒光纖激光器用 來去除玻璃表面的灰塵和污垢;實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)包括定位儀器、玻璃厚度檢測儀器、玻璃層數(shù)檢測儀器和 玻璃透光率檢測儀器，定位儀器用來定位玻璃上灰塵和污垢。本發(fā)明機(jī)器人置于室內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)玻璃幕墻 或玻璃窗外表

助老助殘高端服務(wù)機(jī)器人，是為了滿足老年人和殘障人士的生活需求、醫(yī)療護(hù)理需求而研制的高科技產(chǎn)品，是在第一代智能護(hù)理床的基礎(chǔ)上開發(fā)的第二代產(chǎn)品，主要包括智能輪椅、智能護(hù)理床、可穿戴設(shè)備、陪護(hù)機(jī)器人、康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備、慧明PAD等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品能有效解決隨著人口老齡化嚴(yán)重、年輕群體迫于社會壓力無法全職照看老人以及社會護(hù)理人員短缺等問題。

本發(fā)明公開了一種可穿戴式上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人裝置，包括肩關(guān)節(jié)、上臂、肘關(guān)節(jié)、前臂、腕關(guān)節(jié)和手掌。本發(fā)明機(jī)器人裝置有 8個自由度，用來模擬人的上肢關(guān)節(jié)自由度，康復(fù)訓(xùn)練中能夠提供較多的活動度，使人體上肢的主要關(guān)節(jié)都能得到輔助訓(xùn)練；采用可穿戴式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，能穿著于患者身上，舒適性好，并且直接作用于患肢，因此訓(xùn)練的針對性強(qiáng)，效果好。多自由度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以滿足多種控制方式，可以輔助患肢進(jìn)行單關(guān)節(jié)運(yùn)動和多關(guān)節(jié)復(fù)合運(yùn)動的康復(fù)訓(xùn)練，達(dá)到輔助完成患者的日常生活需要的目的。

國內(nèi)外已經(jīng)涌現(xiàn)出了很多優(yōu)秀的智能助行機(jī)器人產(chǎn)品或樣機(jī)，但針對下肢功能運(yùn)動障礙患者的智能助行機(jī)器人研究仍然存在一定的局限性： （1）助行機(jī)器人對于人體運(yùn)動意圖的識別研究主要依靠力傳感器，在運(yùn)動意圖的定義和計(jì)算方面的差異較大； （2）基于助行機(jī)器人步態(tài)分析方面成果有限，行走能力評估依靠傳統(tǒng)的Holden步行功能分級以及Tinetti平衡與步態(tài)量表進(jìn)行評估，缺乏對步態(tài)參數(shù)的具體量化評估手段； （3）自適應(yīng)參數(shù)導(dǎo)納控制、共享控制及交互力-位置混合控制等方法大多僅能在特定的人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)滿足使用，故只能用于單一功能的康復(fù)訓(xùn)練，難以滿足不同行走能力用戶的多樣化康復(fù)訓(xùn)練需求。 本成果研究的面向下肢弱肌力人群的智能助行機(jī)器人，通過基于機(jī)載的力傳感器、激光傳感器、Kinect等設(shè)備，設(shè)計(jì)多模態(tài)人機(jī)交互接口，獲取人體運(yùn)動數(shù)據(jù)；基于有監(jiān)督的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)步態(tài)事件分類算法模型提取分析步態(tài)的時(shí)空參數(shù)，并且能夠應(yīng)用康復(fù)醫(yī)學(xué)功能評定理論進(jìn)行人體行走能力的智能綜合評估，根據(jù)評估的行走能力切換對應(yīng)的機(jī)器人模式。 圖1 智能助行機(jī)器人一代 圖2 智能助行機(jī)器人二代 圖3 智能助行機(jī)器人三代 【性能指標(biāo)】 1）機(jī)器人樣機(jī)： 人體運(yùn)動模式識別準(zhǔn)確率≥95%； 跟隨模式相對位置誤差≤15cm，相對角度誤差≤20°； 左腿擺動、雙支撐相左向重心轉(zhuǎn)移、右腿擺動和雙支撐相右向重心轉(zhuǎn)移四個步態(tài)相位識別準(zhǔn)確率≥95%。 2）運(yùn)動狀態(tài)監(jiān)測及行走能力評估一體化平臺： 正常行走、肢體約束異常狀態(tài)及趔趄、跌倒等緊急狀態(tài)識別準(zhǔn)確率≥90%。