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發(fā)揮上海交大自動(dòng)化系在預(yù)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(shí)現(xiàn)高性價(jià)比的電機(jī)控制診斷模組，全球范圍內(nèi)首度實(shí)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(jī)械臂及路橋焊接工作站，到實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(huì)和殘疾人需要家用機(jī)器人服務(wù)。當(dāng)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(cái)力來陪護(hù)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(jī)器人對提高老人的生活質(zhì)量及緩解國家和社會(huì)的壓力具有重要的意義。 面向居家養(yǎng)老的家政服務(wù)機(jī)器人的主要功能有： （1） 個(gè)人助理，包括日程計(jì)劃與提醒、面孔記憶與識別、電子設(shè)備操作指導(dǎo)、可視通話、攝影攝像、報(bào)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(dòng)交流等。 （3） 安全監(jiān)測，包括人體活動(dòng)分析及異常檢測、煤氣水電危險(xiǎn)監(jiān)測、視頻監(jiān)控等。 （4） 云端計(jì)算，包括用戶活動(dòng)、交互反饋云端存儲(chǔ)、用戶習(xí)慣模式分析及個(gè)性化交互推薦、機(jī)器人協(xié)作交流等。 特色及先進(jìn)性： 該成果包括全向移動(dòng)地盤技術(shù)、機(jī)器人控制技術(shù)、3D手勢精確建模識別和學(xué)習(xí)技術(shù)、2D和3D眼動(dòng)跟蹤和檢測技術(shù)，具備先進(jìn)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(biāo)： 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(jìn)行了對比驗(yàn)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(cuò)誤。 眼動(dòng)控制采用基于投影空間中交比不變性的眼睛凝視點(diǎn)估計(jì)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(dòng)控制技術(shù)精精度高達(dá)2度。 能為產(chǎn)業(yè)解決的關(guān)鍵問題和實(shí)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(jī)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(jī)。項(xiàng)目實(shí)施后將推出極具競爭力的居家養(yǎng)老家政服務(wù)機(jī)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(dòng)調(diào)節(jié)； 無人駕駛施藥導(dǎo)航系統(tǒng)相位中心誤差±10mm，提取特征線段的準(zhǔn)確率達(dá) 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(shí)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(jī)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(jī)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(jī)器人通過長艏翼設(shè)計(jì)，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(xì)小、海床掩埋等探測挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)近海底飛行式探測與巡檢，為海纜智能運(yùn)維提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。該水下機(jī)器人為國內(nèi)首款面向海纜智能運(yùn)維的無人無纜自主探測巡檢裝備，可通過日常巡檢評價(jià)海纜安全風(fēng)險(xiǎn)，制定海纜系統(tǒng)運(yùn)維計(jì)劃。該裝備還可對海纜進(jìn)行故障點(diǎn)快速定位，輔助完成海纜快速打撈和故障修復(fù)。 圖 1飛行式長艏翼水下機(jī)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(jī)器人 圖3 水下機(jī)器人模擬海纜探測湖上試驗(yàn) 水下機(jī)器人深度等級300米（可根據(jù)場景需求進(jìn)行升級）；有效探測磁場強(qiáng)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(dǎo)航與手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，核心包括手術(shù)規(guī)劃軟件、導(dǎo)航定向系統(tǒng)、機(jī)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(gè)性化3D打印部件功能，讓導(dǎo)航設(shè)置更簡便，術(shù)中操作更安全；具有界面友好、功能強(qiáng)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(dòng)配準(zhǔn)融合、智能重建、解剖測量、手術(shù)方案設(shè)計(jì)等功能。此手術(shù)機(jī)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(jī)器臂可實(shí)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(jī)器人，是一種小型機(jī)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(jìn)入災(zāi)害（火災(zāi)、地震、化學(xué)爆炸等）現(xiàn)場，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)環(huán)境的無人探測與通訊。 一、項(xiàng)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(xiǎn)性的救援任務(wù)時(shí)，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(zhǔn)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(xiǎn)。采用智能偵檢機(jī)器人代替人員去探測任務(wù)場景，可以通過機(jī)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(yuǎn)離危險(xiǎn)，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(jī)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(jī)器人執(zhí)行偵檢任務(wù)；對于地面情況復(fù)雜的情況，履帶式應(yīng)急智能探測與救援機(jī)器人可以更好實(shí)現(xiàn)偵檢功能。 本項(xiàng)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(jì)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(jī)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(shí)時(shí)回傳現(xiàn)場救援所需信息，實(shí)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(shí)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(biāo)。 拋投式微小型智能探測機(jī)器人，是一種小型機(jī)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(jìn)入災(zāi)害（火災(zāi)、地震、化學(xué)爆炸等）現(xiàn)場，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)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(jìn)入的事故現(xiàn)場，采用拋投形式實(shí)現(xiàn)快速部署，主動(dòng)探測火災(zāi)現(xiàn)場情況。一方面可以替代消防人員進(jìn)入不適合人類進(jìn)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(xiàng)目中研發(fā)的三款機(jī)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(yán)格按照消防裝備安全規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(xiǎn)信息的實(shí)時(shí)探測與搜救任務(wù)，可以對起火點(diǎn)的尋找與確認(rèn)、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(jī)器人代替消防戰(zhàn)士先行進(jìn)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(jī)器人現(xiàn)場偵檢實(shí)時(shí)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(xiàng)目研發(fā)的機(jī)器人技術(shù)，主要是填補(bǔ)了現(xiàn)有消防裝備在復(fù)雜環(huán)境下智能化偵查能力的不足，使智能機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用與消防救援任務(wù)相結(jié)合，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益價(jià)值凸顯，并將進(jìn)一步促進(jìn)我國消防應(yīng)急處理關(guān)鍵技術(shù)與裝備的發(fā)展。

本項(xiàng)目在國內(nèi)首次提出“躍翔一體”的機(jī)器人設(shè)計(jì)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(dòng)模塊與仿生彈跳腿于一體。 一、項(xiàng)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(yùn)動(dòng)形式，可以獲得遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)行走、爬行步態(tài)的運(yùn)動(dòng)靈活性，為使機(jī)器人具有小尺度、高集成、多模態(tài)的特點(diǎn)，本項(xiàng)目在國內(nèi)首次提出“躍翔一體”的機(jī)器人設(shè)計(jì)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(dòng)模塊與仿生彈跳腿于一體。研制的原理樣機(jī)在微小尺度下實(shí)現(xiàn)了5倍體長的跳躍高度（0.5m）的同時(shí)，可在空中維持良好姿態(tài)、滑翔距離達(dá)到了50倍體長（5m）。

1.痛點(diǎn)問題 協(xié)作機(jī)器人是在共享空間中與人互動(dòng)或在附近安全工作的機(jī)器人。與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人相比，協(xié)作機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在人機(jī)共融環(huán)境中的安全性、交互性、靈巧性和智能性。這種機(jī)器人不僅性價(jià)比高，而且安全方便，能夠極大地促進(jìn)制造企業(yè)的發(fā)展。針對我們國家協(xié)作機(jī)器人方向，機(jī)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(jī)、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(chǔ)備不足，整機(jī)集成設(shè)計(jì)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(jī)器人發(fā)展刻不容緩。 2.解決方案 本項(xiàng)目總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)自治友好的智能協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)。突破了“感-驅(qū)-控”一體化關(guān)節(jié)集成設(shè)計(jì)技術(shù)、分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、高帶寬自適應(yīng)柔順運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、基于機(jī)器學(xué)習(xí)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(jī)、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(shí)現(xiàn)輕量化、模塊化的協(xié)作機(jī)器人單臂和雙臂，和圍繞復(fù)雜應(yīng)用場景開展應(yīng)用驗(yàn)證。 合作需求 1）構(gòu)建針對于產(chǎn)品打磨的專業(yè)化團(tuán)隊(duì)； 2）組建針對產(chǎn)品的專業(yè)化管理和銷售團(tuán)隊(duì)； 3）搭建研發(fā)的實(shí)驗(yàn)基地和批量生產(chǎn)基地，以及尋求資金支持。 或者，尋找有實(shí)力的產(chǎn)業(yè)企業(yè)，開展技術(shù)轉(zhuǎn)移。

防疫消殺機(jī)器人可自主完成建圖導(dǎo)航，智能避障，完成消毒任務(wù)后智能充電。同時(shí)實(shí)時(shí)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(jìn)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：