在2024年伊始,回顧過去的一年,機器人大講堂見證了機器人領域眾多高校和科研機構的卓越表現和令人矚目的成果。同時,我們深入報道了國內外機器人領域的前沿動態,一些成果不僅具有學術價值,而且對實際應用產生了深遠影響。在此,我們精選了一些備受關注的熱門文章,展現了機器人領域的進步和突破。正是科研工作者們的不懈探索,推動了機器人領域的持續進步。
1、傳統剛性抓手輸出力大、承載力強,但固有的高剛度使其難以操縱脆弱物品。而柔軟的軟抓手具有天然的順應性,可以安全,便捷的操縱各種較脆弱物品。但一方面大多軟抓手仍難以操縱水母、香灰、煙灰等非常脆弱的物品,另一方面軟抓手的輸出力和承載能力即便引入各種變剛度機制也仍十分有限。針對這兩個問題,來自華中大的科研團隊設計出兩款具有優異抓取性能的剛柔耦合多指抓手,為極大拓寬機械抓手的抓取上下限分別提供了解決方案。兩項研究均于近日發表于機器人領域頂級期刊《Soft Robotics》。相關方案可為后續高性能軟機械的開發提供參考,而兩款抓手在未來也有望被用于野外勘探、工業分揀、人機交互等多個場景。
文章標題:上可穩提27kg啞鈴,下可無損捏香灰、活抓金魚,華中大剛柔耦合抓手展現超強性能!
2、正如人們用手指觸摸未知的物品,當具有多模態感知能力的機器人手摩擦未知物品時,機器人便能感知到物品的粗糙度;當機器人手隔空拂過位置物品時,它甚至能像X射線和3D掃描儀那樣感知到物品的材質和形狀。因此,能夠感知環境的多模態傳感與擅長交互的軟體機器人的結合必然能擦出火花。《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)報道了北京航空航天大學仿生軟體機器人實驗室在柔性傳感器與軟體機器人感知領域的最新研究。該項工作開發了一套智能軟體機器人系統,該系統能夠對物體的物理特性進行感知、描述和分類,可協助機器人解釋物理世界、與物理世界進行交互,為人工智能與世界的交互提供了可能的接口。
文章標題:多模態物理信息感知與描述!北航團隊AFM發布軟體機器人智能感知系統最新進展
3、來自浙江大學控制科學與工程學院的長聘副教授高飛,在國際機器人旗艦會議IROS 2023發表的最新研究成果備受關注,在功能更強的新型無人機平臺,性能更優的全狀態軌跡規劃、高速運動下的感知-規劃閉環、超輕量化的集群協同自主導航等方面取得了一系列創新性的成果。在如下三個有代表性的成果中,NOKOV度量動作捕捉系統為研究提供了實時位姿采集與定位追蹤等數據。
文章標題:浙大FAST-Lab高飛團隊 IROS 2023公布研究新進展
4、在人形機器人核心零部件領域,一些科研院校通過摸索,突破了電機、關節驅動“卡脖子”問題。北京理工大學團隊早在2000年就開始了第一代“匯童”人形機器人的研發,經過23年的技術沉淀,歷經了6代“匯童”人形機器人產品研發。北京理工華匯智能科技有限公司(以下簡稱“理工華匯”)是北京理工大學學科性公司,目前理工華匯“匯童”雙足人形機器人在運動控制、導航、軟件、電機、減速器等核心零部件已經實現了自主研發國產化,并且突破了高爆發一體化驅動、仿生控制、剛柔耦合系統集成等核心技術,可實現快速行走、單腳跳躍、雙腳離地奔跑等一系列高難度運動。
文章標題:北京理工華匯雙足人形機器人產品躋身全球第一梯隊
5、今年7月份,首例機器人輔助脊髓電極植入動物實驗在北京取得成功,該實驗由北京科技大學張建華教授團隊、北京天壇醫院何江弘主任團隊聯合完成。此次實驗證明所研制的首款真正仿人雙臂介入機器人可以完成脊髓電極植入手術流程,醫生未受X射線輻射,手術效果良好,無不良事件,機器人輔助的脊髓電極植入手術優勢顯著,填補了國內脊髓電極植入機器人技術的空白。
文章標題:重磅!北科大張建華教授團隊首創脊髓電極植入機器人,在北京順利完成動物實驗
6、中山大學聯合香港中文大學(深圳)的科研團隊提出了一種方便又便宜的好方法來估計3D手勢。他們先用視覺傳感器捕捉操作員雙手的位置和姿勢。然后,雙手運動信息會映射到仿生雙臂機器人的運動上。在這個系統中,包括一種通過視覺的雙手運動捕捉方法,該方法由DuHandLocaNet和3DHandPoseNet兩個部分組成。DuHandLocaNet用于檢測和定位雙手的位置,并分辨左右手,這些信息可以映射到機器人的手上。而3DHandPoseNet可以從所捕捉到的人類手部的圖片中估計雙手的3D姿態,這些3D手勢信息可以映射到五指靈巧機械手上。
文章標題:方便又便宜!中山大學與港中深團隊給機器人裝上靈巧雙手,遠程精準復刻人類動作
7、昆蟲對撲動翅膀和身體姿勢的控制相當靈活:在懸停時,它撲動翅膀產生向上的的升力,而身體姿勢可以任意改變。尤其是在墻壁上降落或起飛時,需要完成一系列復雜的模塊化動作,包括身體減速和身體大角度旋轉。受到這一點的啟發,南京航空航天大學的研究人員也將這種“大角度旋轉”融入了仿生機器人中。這項研究發表在《Research》期刊中,標題為“An Aerial–Wall Robotic Insect That Can Land, Climb, and Take Off from Vertical Surfaces” (一種可以在垂直表面著陸、爬升和起飛的空中墻壁機器人昆蟲)。
文章標題:南航機器昆蟲最新飛行特技!在壁面上著落與起飛,無縫銜接超絲滑
8、同濟大學與馬克斯普朗克智能系統研究所在《Nature Communications》(自然通訊)上合作發表了一項研究,他們開發的穿山甲機器人不鉆地也不挖洞,而是進入人體內治病。這操作屬實讓人意想不到,其實關于這類“體內”微型機器人的研究也不在少數,它們被稱為人體內的“外科醫生”,為了避免對人體造成傷害,機器人的身體都是完全柔軟的,而像“穿山甲”一樣具有堅硬鱗片的機器人進入人體治病的還是頭一個。
文章標題:穿山甲鉆進胃里治病?同濟大學&馬普所聯合開發微型機器人,登上 Nature子刊!
9、清華大學航天航空學院張一慧教授課題組研發了一款機器人界的“攀爬冠軍”,相關研究成果于近日在《PNAS》(美國科學院院)以《一種基于可變形三維驅動器的可在復雜表面攀爬和過渡的微型軟體機器人》為題發表。該機器人具有可變形的身體和腳墊,以及連接二者的智能關節。它們均由液晶彈性體(LCEs)材料為基礎制成。這是一種智能材料,在外界刺激下,例如熱、光、電、磁、pH、濕度等,材料會發生宏觀形變,撤去外界刺激后,又會恢復原狀。機器人的腳墊還擁有一個額外的電膠層,提供攀爬運動所需的粘接力,同時可以主動變形來更好的適應不同形狀的表面。
文章標題:清華微型軟機器人可在多種地表攀爬,6到90毫米尺寸變化,還會翻跟頭!
10、如何尋找新換能原理的機械手驅動模式,如何設計更高效和更精密的傳動機構,甚至完全摒棄傳動機構已成為研制機械手的新焦點和新挑戰。為此,哈工大機器人技術與系統國家重點實驗室近期研發了一種四指壓電機械手,如圖1所示。該機械手的研發受到了人手“在手操控”的啟發,主要用于解決傳統機械手難以勝任的宏微跨尺度運動操控難題;該機械手不同于傳統各類機械手,其核心在于以壓電陶瓷的逆壓電效應作為電能至機械能的轉換原理,從而利用壓電陶瓷在電場激勵下產生的微觀變形運動實現各類物體的宏微跨尺度運動操控。
文章標題:哈工大新型4指壓電機械手,10余種手勢可代替或輔助人手實現靈巧操控!
11、危險環境中的探索和救援是機器人腿式運動的重要應用,用于災害救援或野外探險的機器人往往被要求具有平坦道路上的快速移動能力和復雜地形的適應能力。基于此項難題,來自哈爾濱工業大學機電工程學院機器人與系統國家重點實驗室的團隊研發了一種高機動性、高適應性的液壓動力自主輪腿機器人系統——WLR-3P機器人,這款機器人可以在平坦路面快速高效移動,在崎嶇的地形環境中適應性也是杠杠的。該項研究以論文(Design and Control for WLR-3P: A Hydraulic Wheel-Legged Robot)為題發表于中國科技期刊卓越行動計劃高起點新刊Cyborg and Bionic Systems中。
文章標題:哈工大的這款輪腿機器人出3.0版本了!揭秘其設計、控制和性能測試
在此,機器人大講堂特別感謝所有粉絲的關注和支持!新的一年,機器人大講堂將一如既往地關注機器人、智能制造、人工智能等前沿領域發展,推動機器人產業發展。
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