关键词： 机器人动力学   周期性可变阻抗技能   节律动态运动基元   黎曼流形   人-机器人技能传递  

摘要： 当前人-机器人技能传递方法主要集中于离散的点到点或运动学方面，而周期性的动力学技能学习没有被恰当考虑。本文提出了一种基于节律动态运动基元的多空间融合技能学习框架用于从人类示范中学习周期性变阻抗技能(包括运动轨迹与变刚度特征)。机器人工作空间的力感知信息被用于估计端点刚度矩阵，但由于其对称正定(Symmetric positive definite,SPD)特性与传统节律动态运动基元(Rhythmic dynamic movement primitive,r DMP)对欧氏空间数据的依赖性，本文设计了一种基于黎曼度量的节律动态运动基元(Riemannian metric-based rhythmic dynamic movement primitive,RM-r DMP)技能学习方法以适应SPD流形上的刚度矩阵信息，并采用自适应振荡器估计系统的频率与相位。通过基于机器人动力学模型的阻抗控制策略，将运动轨迹与变刚度特性同时赋予机器人以完成变阻抗技能编码。通过仿真与实验研究表明，所提方法可成功将类人的运动学与动力学技能传递给机器人，并使其具备再现与泛化能力。综上，所提方法包括一个端点刚度估计模型和一个多空间融合的周期性变阻抗技能学习框架，适用于需要同时考虑欧氏空间位置和黎曼空间刚度矩阵的人-机器人技能传递控制方法。

关键词： 机器人学   人机交互   教学实践  

摘要： 为了解决机器人学教材和课程内容更新滞后、人工智能等前沿领域知识匮乏、缺乏学科交叉知识等问题,本文提出了一种基于视觉人体姿态识别的人机交互教学方法,旨在帮助学生深入接触机器人学领域的前沿知识,拓宽跨学科背景,深刻理解运动控制原理。在激发学生学习兴趣的同时,协助学生更加有效地掌握机器人学领域的知识。

关键词： 机器人学   手术系统   整形外科   重建   美容  

摘要： 机器人手术系统近年来得到了迅速发展, 在整形外科领域的应用也日益广泛, 但相对于其他专科依然处于初级阶段。该文着重介绍了机器人手术系统在整形外科领域的发展现状, 并对该技术的未来发展做出展望, 为促进机器人手术系统在整形手术中的应用提供参考。

关键词： 上海交通大学   获奖作者   SCI论文   部级科研项目   智能制造技术   风采展示   机器人学  

摘要： 丁烨上海交通大学教授,国家优秀青年基金获得者,洪堡学者。主要从事机器人学与智能制造技术研究,主持国家/省部级科研项目7余项,在Transactions of the ASME (26篇)、IEEE Transactions、Robotics and Computer-Integrated Manufacturing、International Journal of Machine Tools and Manufacture、《中国科学:技术科学》等期刊发表SCI论文80余篇。

关键词： 柔性机械臂   机器人运动学   机器人动力学   动力学模型   多体动力学  

摘要： 刚性机械臂由于其较高的工作精度和重复性、较强的承载能力,已广泛应用于危险或相对单一、重复性高工作场景.但刚性机械臂的结构及运作方式不够灵活,无法适用于不定型、非标准、狭窄空间等生产场景.最近几年,柔性机械臂因其结构柔性、作业空间大、人机交互安全等优点而受到广泛关注,有希望应用于医疗、服务和智能制造等领域.但柔性机械臂结构柔软,运动比较自由,在作业过程中柔性效应不可忽略,这对其高精度控制提出了重大挑战.柔性机械臂控制的核心科学问题之一是建立包含结构柔性特征和动态特性的高精度动力学模型.为此,本文对柔性机械臂运动学建模和动力学建模研究进行了综述.作为动力学建模的基础,本文首先综述了柔性机械臂的运动学建模方法,主要介绍了曲率法、伪刚体运动学(PRB)方法、基于Cosserat杆的运动学建模方法、结构几何分析方法、Denavit-Hartenberg(D-H)法及坐标法、数据驱动和机器学习方法等.随后,本文详细综述了柔性机械臂的动力学建模方法,主要包括集中参数系统法、假设模态法、有限元法.最后,本文简述了目前柔性机械臂动力学研究的主要内容,并对未来研究做出展望.

关键词： 机器人学   多旋翼无人机   国际学术期刊   科研团队   科普知识   机器人领域   飞行失控   破解  

摘要： 北京航空航天大学科研团队历经多年研究,在多旋翼无人机容错控制技术方面取得重要突破,为上述难题找到答案。相关成果近日在机器人领域重要国际学术期刊《IEEE机器人学汇刊》发表。

关键词： 机器人竞赛   综合素养   提升策略  

摘要： 随着科技的发展,中小学机器人竞赛越来越普及.文章分析了学生参加机器人竞赛的常见问题和构建学生机器人竞赛综合素养体系的必要性,据此提出学生机器人竞赛综合素养内容:学习与实践、人文与艺术、迭代与创新、沟通与合作、心态与道德、整理与收纳,并提出了相关提升策略,以期更好地实现机器人竞赛的教育价值.

关键词： 体验活动   机器人竞赛   科普活动   科技协会   学生科技活动   以学生为中心   全国青少年   科普志愿者  

摘要： 本期我们给大家带来的社团是歙县长青中学科技协会。歙县长青中学科技协会成立于2001年3月,是歙县首家学生科技活动社团,该社团目前拥有会员300余人,其中有“中国科普志愿者”6名。社团坚持以学生为中心,以“全国科技活动周”“全国科普活动日”“中国青少年科技创新大赛”“全国青少年机器人竞赛”“青少年科学调查体验活动”等为契机,大力弘扬科学精神,传播科学思想,普及科技知识,提倡科学方法,为学校形成“爱科学、讲科学、用科学”的浓厚风气贡献力量。

关键词： 前列腺癌根治术   血管神经束   机器人辅助腹腔镜   腹膜外   尿控   机器人学   单孔   安全可行  

摘要： 【视频简介】研究表明,对于部分特定患者,机器人辅助单孔前列腺癌根治术(single-site robot-assisted radical prostatectomy,ssRARP)安全可行,且在术后康复、尿控与性功能恢复,社会经济学方面存在一定优势。2023年2月,CUA机器人学组在《微创泌尿外科杂志》领衔发表了单孔机器人辅助前列腺癌根治术专家共识,该共识收集了年均完成50例RARP以上的手术专家的89份专家意见,其中83.15%的专家同意对于特定患者,SsRARP可能是相比多孔机器人前列腺癌根治术更理想的术式。

关键词： 机器人学   智慧工厂   课程实践  

摘要： 机器人工程专业的设立旨在服务于机器人产业、智能制造等领域。在全球制造业面向“工业互联”与“工业4.0”等理念的推动下,作为机器人工程专业的核心课程之一“机器人学”亟待紧贴实际,从实践环节入手进行教学改革。本文总结笔者学校的“机器人学”课程实践过程中存在的课时不足、动手环节弱、理论知识点覆盖不全面、应用实际结合不充分等突出问题,提出以面向“智慧工厂”为设计理念的课程实践环节改革方案,利用多组桌面六轴机械臂模拟工业现场智能化制造作业流水线,以实际任务为导向,使学生能够自主设计并运用理论知识解决流水线作业中的主要矛盾,实践环节包括组装作业、精加工作业、物流仓储分捡作业等。通过尽可能全面的工业现场模拟,发挥学生的主观能动性,激发学生思考,加强学生对于理论知识的掌握与运用。通过对“智慧工厂”概念的普及,更能丰富实践教学设计方案,探索出“机器人学”实践教学的理论与实际结合的新思路,紧贴新工科人才培养目标,进一步提高教学质量。