RoboCup仿真比赛研究与发展方向

机器人足球世界杯(RoboCup)通过提供一个标准问题来促进人工智能和智能机器人研究的发展，多智能体系统(MAS)是分布式人工智能的一个主要领域，机器人足球仿真比赛是MAS的理想测试平台。本分析了机器人足球仿真队的主要技术特点，搭建出RoboCup仿真机器人系统的整体结构，提出了今后的研究方向。     

人工智能技术在足球机器人中的应用

人工智能研究的一个重要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。随着人工智能理论与技术的发展,以及其在机器人领域中的应用,机器人的智能化水平得到了大幅度的提高。本文分析了国内外人工智能的研究现状,阐述了足球机器人及人工智能中的关键技术。用专家系统技术进行不同层次的机器人路径规划,随着遗传算法、蚁群算法等的具体应用,获得了较为理想的路径搜索效率,达到了较好的规划效果。引入人工神经网络对足球机器人目标物空间位置进行精确测量,从而较好地实现了机器人导航中的目标定位与轨迹追踪。     

《现代远程教育研究》2021年度选题范围

1国际前沿发展研究人工智能教育、教育信息化、学习科学、在线与混合学习、终身教育的重大政策、战略、报告解读,领域内国家社科、自科课题研究成果,促进教育与学习变革的跨学科交叉研究。2人工智能教育研究人工智能在教育中的应用与创新研究;智能时代教育系统与教学范式的变革研究,如智慧教育、智能评价、智能教学系统、机器人教学、智慧学习空间、教师与学生发展、人工智能伦理等。     

基于TensorFlow的垃圾分拣机器人设计

针对人工智能相关专业深度机器学习理论与实践脱节的情况,结合市场对垃圾分拣的实际需求,设计了一款基于TensorFlow的垃圾视觉分拣机器人实验平台。实验平台硬件部分包括:NVIDIA Jetson TX2嵌入式机器学习平台、智能机械臂控制系统;软件部分基于TensorFlow深度学习框架,通过数据采集、数据标注、MobileNet SSD模型的迁移训练等若干步骤,实现了垃圾的视觉分拣。实验平台可满足深度学习、工业机器人、机器视觉等先进技术的实践教学要求,有助于提高学生的创新与实践能力。     

我国空间机器人研究获重要成果

哈尔滨工业大学机器人研究所根据国家有关部门制定的“八五”规划,承担空间智能机器人课题的研究     

空间微重力环境地面气动模拟系统设计

本论文提出了在地面采用气动方式模拟空间微重力环境下实验系统方案,该实验系统用于验证空间机器人的捕获性能。本验证系统由模拟目标星实验模型、气浮平台、双目视觉系统、通讯系统、电机系统,传感器系统、信号调理系统六个子系统组成。本论文首先阐述了系统各个子系统的设计方案,其次讨论了基于层次递减式控制系统结构,最后重点研究了模拟目标星在垂直地面方向上的漂浮运动控制算法,仿真和实验结果验证了该控制算法是有效的。     

为中国机器人事业一飞冲天

今天,我们对于"机器人"这个词语早已不再陌生,多年来人们对于机器人的探索从未停止过,而哈尔滨工业大学机器人研究所正是这样一个孕育梦想、实现梦想的地方。在这里有一位老人,他不但实现着人们对于机器人的种种梦想,也实现着自己对于中国机器人产业化的理想,他就是中国工程院院士、我国老一代机器人专家、研究所名誉所长蔡鹤皋院士。     

足球机器人对于技术课程的教育价值和实现策略

随着机器人技术和人工智能技术的发展,如何让多个智能体相互协调、协商来完成任务,即实现多智能体系统,已经成为新的研究热点。作为多机器人系统的研究和实验模型,足球机器人系统是一个多学科交叉的前沿领域。本文结合笔者五年来在机器人社团的教学经历,分析足球机器人在技术课程中的教育价值及其实现策略。     

教育机器人的设计与关键问题分析

教育机器人作为人工智能的研究热点之一,如何加强其本体构建、进行智能要素界定、实现关键技术突破等核心问题,已成为其在教育教学领域应用落地面临的新挑战。为此,文章从需求出发,提出教育机器人的本体包括形态、硬件和软件,智能要素包括智能架构、感知与交互、教育适用性,关键技术则包括人机交互技术、机器视觉技术和情境感知技术。在此基础上,文章分析了教育机器人设计的关键问题,以期为教育机器人的研发提供参考,并推动教育机器人在教育教学中的落地应用。     

机器人无标定手眼协调方法研究

无标定情况下的视觉定位是机器人视觉伺服领域的热点和难点。提出一种基于快速自适应滤波的机器人无标定手眼协调方法。首先根据机器人三维基坐标建立运动空间和图像特征空间的微分映射关系,在不预先标定视觉传感器与机器人参数情况下,设计一个直接估计增益矩阵 Kk 的自适应滤波器,在线辨识图像雅可比矩阵。采用最小二乘法获得状态估计的初始值,在此基础上设计视觉控制器和计算运动控制量。在 MAT?LAB 环境下建立机器人手眼协调控制系统仿真模型,将该方法用于观测噪声统计特性未知情况下的定位反馈,并对机器人空间螺旋运动的跟踪情况进行分析。实验结果表明,该自适应滤波器能够完成不规则环境下视觉引导的追踪任务,定位效果优于常规卡尔曼滤波和 Sage-Husa 自适应滤波,具有较强的鲁棒性。     

小学人工智能课程中机器人教学内容的设计研究

随着科技的发展,人工智能教育成为信息技术领域的热点。国务院发布的《人工智能发展规划》明确要求实施全民智能教育项目,因此,小学领域开发人工智能课程具有重要意义。新课标明确了小学人工智能教学内容目标,机器人课程对推动学校素质教育,提高学生科技素养,增强社会实践意识具有重要意义。目前小学人工智能课程中,机器人教学内容设计存在许多不足,如何优化教学设计提高教学质量成为亟待解决的问题。本文概述了小学人工智能课程教学目标要求,探讨小学人工智能课程中机器人教学内容设计方法。     

工业机器人实验教学平台

针对工业机器人系统复杂、学习难度大等问题,设计了基于机器视觉的五子棋人机对弈实验教学平台。通过机器视觉实验,学生可以学习相机标定、棋子快速识别与定位的图像算法。通过对弈搜索算法实验,学生可以学习树状智能搜索算法的原理。最后进行机器人程序控制实验,了解机器人轨迹规划的基本原理,通过修改机器人程序可得到不同的机器人运动轨迹。利用开发的人机交互界面,可进行对弈实验测试。该实验达到了预期实验目的。     

控制类多学科融合虚拟仿真教学资源建设

开发了控制类多学科融合虚拟仿真实验教学系统。将虚拟仿真技术和互联网技术应用到控制系统设计、控制系统网络构建、机器人控制和智能制造等实践教学中。在该系统下构建了过程控制系统虚拟实验、DCS网络虚拟实验以及工业机器人控制系统等实验内容,构建了统一的管理与共享平台。该系统覆盖过程控制、运动控制等自动化核心课程,涉及控制网络、机器人技术、智能制造等科技前沿,为新工科背景下电气信息类专业教育教学改革探索奠定基础。     

空间机器人避障路径规划的C空间简化方法

针对空间机器人强力学耦合以及空间机械臂避障路径规划算法计算量大的特点,对空间机器人进行了力学分析,利用三维问题二维化策略,简化C空间法。研究和探讨了基于动力学分析的空间机器人避障路径规划问题,并进行了仿真验证。     

温室番茄采摘机器人系统的研究

本研究的目的在于开发温室番茄采摘机器人系统,文章提出的温室番茄采摘机器人系统主要由四部分组成:末端执行器、机器视觉、机器人载体和控制系统.该控制系统包含三个单元:机器人手臂执行控制单元、机器人载体控制单元和中央控制单元.开发了温室番茄采摘机器人系统的软硬件,满足了预期的功能需求.实验结果表明:集成采摘的平均成功率分别为94.83％、91.83％和89.63％.平均采摘时间约为35.96秒.另外,针对应用实际本文分别针对黄色和红色西红柿结合光源情况进行了机器人控制实验,实验结果表明机器人实际采摘效率较高,且阴雨天的采摘效率明显高于光线充足的晴天.     

基于CNN-PID的竞赛机器人赛道识别与自主驾驶

根据仿人视觉机器人竞赛项目的要求,设计并实现基于CNN-PID算法的赛道识别及自主驾驶机器人系统,将机器视觉和运动控制相互融合,采用CSI接口摄像头获取图像信息,运用卷积神经网络处理采集的数据,使用PID算法进行机器人的运动控制。最终测试结果表明:以此方案进行图像处理与运动规划的机器人从启动区开始运行,经过若干弯道与迷彩地形,均可正确识别赛道并正常驾驶,最后在停止禁入区前减速、停止并击打靶标,顺利完成基于单目视觉的智能驾驶、定点停止和击打动作的任务要求,具有较强的稳定性与可拓展性。     

王天:所学与所用之间,隔着攻坚克难的勇气

王天于2012年3月成立哈尔滨程天科技发展有限公司,是集机器人技术、海洋装备技术、机器学习技术、软件设计与开发于一身的高科技企业,在特种机器人、外骨骼机器人、机器3D视觉、机器人换人、工业自动化改造、物联网技术、智能城市应用系统等多领域均有建树,公司在2015年被评为黑龙江省认定为高新技术企业,2016年外骨骼机器人项目代表黑龙江省智能制造企业参与中国创新创业大赛总决赛.2016年公司柔性外骨骼项目获第二届中国"互联网+"大学生创新创业大赛银奖,公司获1080万元天使投资.2016年产值160万,吸纳就业岗位50余人.     

自动循迹机器人控制系统的设计

循迹机器人是智能机器人领域内非常重要且被广泛研究的一种智能移动装置,国内许多重要的比赛都以循迹机器人为核心进行开展的。本文设计的智能循迹避障机器人的控制系统主要由四个模块组成:最小系统模块、循迹模块、避障模块、电机驱动模块。该机器人能在规定的场地上按指定路线行走,实现各种直走、转弯、调头、加速、减速、爬坡、探测障碍的能力。     

机器人路径规划算法研究

在机器人设计中,路径规划是最基础也是最重要的因素之一,故对其算法研究尤为重要。利用传统路径规划算法与智能路径规划算法求解机器人路径规划问题,对智能算法、蚁群算法与遗传算法进行了MATLAB仿真,验证了蚁群算法与遗传算法求解路径规划问题的可行性。     

人工智能教育应用的视觉交互"赋能"效应研究

人工智能教育应用的价值归宿是为教育主体赋能、为教育系统赋能.何以可能、如何赋能是其核心问题.人工智能交互是人工智能赋能的关键,如何理解并运用其视觉交互方式,扩展实践赋能空间,增强实践赋能"活性"是需要研究的重要环节.本研究结合研究文献和实践应用考察了人工智能教育应用的形态及特性,在"交互赋能"观念下分析了人工智能教育应用的交互形态及视觉交互方式;立足"可视化"研究和人工智能应用案例分析了视觉交互的"赋能"通则;最后在教育赋能层面上从学与教两个方面探讨了人工智能视觉交互应用为教育主体带来的影响及面临的机遇和挑战.研究认为,可见性、可变性与智慧性是人工智能视觉交互应用的三大赋能通则.人工智能视觉交互的赋能实践,可充分发挥赋能通则的认知"内辅"与互动"外辅"效用,设计并运用视觉交互方式与形态,从认知方式到行动策略全面促进学习,从个体差异到群体共性精准改进教学,并在赋能行动的智能理想与教育现实间辩证地应对人工智能交互赋能的机遇和挑战.