仿人机器人的研究历史、现状及展望

仿人机器人是当前机器人研究领域最活跃的研究方向之一，引起了许多科研工作者的 注意．本文介绍了仿人机器人与其他移动机器人相比的主要优点，对国内外仿人机器人的研 制工作作了综述，并对将来的研究方向和工作重点作出了展望．     

世界上第一台准动态机器人—WL-9DR在日本研制成功

早稻田大学理工学部加藤一郎教授和该学部的人工足研究组研制出自如地行走在一直线上的二足机器人。这个取名为WL—9 DR 的机器人是世界上在动态步行方面第一个获得成功的。在现在的步行机构中,它是阳接近人的步行的了。 过去的步行机构采取的都是静态步行的方式。     

我国仿人机器人研究实现重大突破--"十五"863计划机器人技术主题近期成果简介

２００２年１２月２８日 ,由北京理工大学等单位承担的国家８６３计划机器人技术主题项目“仿人机器人技术与系统”通过验收。验收专家认为该项目在系统集成、步态规划和控制系统等方面实现了重大突破 ,标志着我国仿人机器人研究已跨入世界先进行列。仿人机器人是光、机、电、信一体化高技术领域最前沿的研究 ,技术含量高、难度大 ,是一个国家高技术研究发展的重要标志之一。仿人机器人具有人类的外观和特征 ,可以在恶劣、危险环境下检修、救援、探测等方面代替人类完成各种作业，也可以在服务、娱乐行业方面发挥作用 ,具有广阔的应用前景。…     

仿人机器人步态规划反馈控制研究综述

仿人机器人步行稳定性是机器人领域重要研究内容之一。介绍了仿人机器人常用的步态规划方法,划分为非反馈式和反馈式的两种步态规划算法。总结了反馈式步态规划主要研究的内容,并以世界著名Asimo、HRP、KHR和Darmstad仿人机器人为例,描述仿人机器人具体反馈控制方法和过程。探讨了仿人机器人步态反馈控制中有待研究的内容。     

智能仿人机器人的现状及展望

仿人机器人是当前智能机器人研究领域中最新的研究方向之一,并引起了广泛的注意。本文介绍了作为智能机器人重要表现形式的仿人机器人的特点,对世界上针对仿人机器人的研究工作进行了综述,指出了各自的侧重点及不足之处,指出了今后研究工作的重点。     

仿人机器人两步步态规划算法研究

为了进一步提高仿人机器人步行时的稳定性,通过对人类步行的研究,并从两足步行机的两步步态规划方法中得到启发,对仿人机器人步行也进行类似的两步规划,但由于结构上的不同,仿人机器人中采用加入上肢运动补偿的方式实现平衡.规划仿人机器人的运动姿态,然后根据零力矩点必须落在稳定区域的原则,对仿人机器人的上肢运动轨迹进行求解,通过这种加入上肢补偿的两步规划来实现仿人机器人的稳定步行.从实验结果可以看出,采用这种两足步态规划方法,在仿人机器人两足步行时,可以使机器人上肢与下肢协调运动,从而提高了步行的稳定性.     

质疑“仿人机器人”

近年来 ,在一些文章和研究项目中出现了“仿人机器人”的术语 ,流传颇广。细想起来 ,又觉得不甚贴切 ,似是而非。“机器人”的功能、结构都是以模仿人类或生物为目标的 ,使用机器人也是为了代替人类从事一些简单劳动 (至少在不久的将来还是如此 )。这就是说 ,机器人本身就有仿人的意思。再在机器人前加上仿人 ,岂不重复 ?而且 ,如果把四足爬行的机器人称为“仿狗机器人” ,把六足爬行的机器人称为“仿蝗虫机器人” ,对人类是不是大不敬 ?出现这样的问题 ,似乎要追溯“机器人”的来源。众所周知 ,“机器人”一词是英语robot的意译 ,robot又来…     

任务导向的仿人机器人体系结构设计*

从仿人机器人任务实现过程出发,提出了一种基于任务的分层混合式仿人机器人体系结构。在该体系结构下,多个agent分别被用来模拟人的各主要器官的功能,并模仿人类的行为方式实现了任务实现过程中的三个主要部分:人机交互、导航和对象操作。该体系结构对于高智能水平的仿人机器人的研究和开发具有重要意义。     

“方方”机器人

目前,我国仿人机器人研究大多处于模仿国外产品的水平,缺少独特设计,而且大多数仿人机器人的造型都是模仿人类的模样,都具有头部和四肢等。面向中国科普和教育领域日益增长的应用需求,迫切需要用创新思维自主研发更多有中国特色的仿人机器人产品,本文重点介绍了一款结构和功能独特的仿人机器人——"方方"。     

基于情感交互的仿人头部机器人

本研究的目的是设计一台机器人,使它可以与人互动,并在日常生活中和常见的地方协助人类．为了 完成这些任务,机器人必须友好地显示出一些情感,表现出友好的特点和个性．依据仿生学,研制了一台仿人头部 机器人,建立了机器人的行为决策模型．该机器人具有人类的6 种基本面部表情,以及人脸检测、语音情感识别与 合成、情感行为决策等能力,能够通过机器视觉、语音交互、情感表达等方式与人进行有效的情感交互．     

仿人跑步机器人机构与步态规划综述

阐述了仿人跑步机器人研究的必要性,介绍了几款国外典型的仿人机器人机构设计和驱动系统设计,对仿人跑步机器人的步态规划问题进行了综述,并指出仿人跑步机器人领域的研究难点和未来研究方向。     

e-Robot网格一仿人机器人研究与应用基础设施

目前仿人机器人的研究与应用碰到了诸如：大计算量、海量存储的需求、实验设备投入大、科研人员的协作和成果融合困难等问题。而网格具有超级计算能力、海量的存储容量、能做到网格中所有软件资源、硬件资源、人力资源的协同工作和全面共享。若能基于网格技术构建一个仿人机器人研究与应用的平台,就能解决仿人机器人研究和应用中的众多障碍。这里提出的e-Robot网格就是这样一个仿人机器人研究与应用的基础设施,它采用OGSA体系结构的基础网格,并在其基础上构建庞大的仿人机器人研究与应用服务软件集合。e-Robot网格将给仿人机器人领域的研究、应用带来变革性的进步。     

e-Robot网格-仿人机器人研究与应用基础设施

目前仿人机器人的研究与应用碰到了诸如:大计算量、海量存储的需求、实验设备投入大、科研人员的协作和成果融合困难等问题。而网格具有超级计算能力、海量的存储容量、能做到网格中所有软件资源、硬件资源、人力资源的协同工作和全面共享。若能基于网格技术构建一个仿人机器人研究与应用的平台,就能解决仿人机器人研究和应用中的众多障碍。这里提出的e-Robot网格就是这样一个仿人机器人研究与应用的基础设施,它采用OGSA体系结构的基础网格,并在其基础上构建庞大的仿人机器人研究与应用服务软件集合。e-Robot网格将给仿人机器人领域的研究、应用带来变革性的进步。     

仿人机器人摔倒预测研究进展

仿人机器人的摔倒作为一种应尽量避免但又不可避免的情况,它的发生可能会对机器人自身及周围环境造成严重的损害,因此针对仿人机器人摔倒的研究具有重要意义。近年来,仿人机器人摔倒预测的研究取得了一些成果,并在一些实际的机器人上得到了应用。     

仿人型机器人动态步行控制方法

本文介绍了仿人型机器人动态步行的一些基本问题和相关概念．从信息和控制的 角度对近年来仿人型机器人动态步行研究中出现的步态规划和姿态控制方法进行了分析,并 指出了它们的特点．提出了先进仿人型机器人实现过程中值得进一步研究的问题．     

仿人机器人柔性腰部机构研究

仿人机器人腰部的构成对仿人机器人的运动学、动力学性能起着重要的作用．本 文着重分析了目前仿人机器人腰部机构存在的问题，提出了一种具有柔性特征的仿人机器人 腰部设计方案，并分析了此腰部机构对机器人的运动稳定性、操作柔顺性的影响．本设计使 仿人机器人具有良好的柔顺性，提高了机器人与人协作时的安全性、稳定性和抗干扰能力．     

基于ADAMS的双足机器人拟人行走动态仿真

在双足机器人HEUBR_1的设计中,下肢采用了一种新的串并混联的仿人结构,并在足部增加了足趾关节.为验证该仿人结构设计的合理性及拟人步态规划的可行性,在ADAMS虚拟环境中建立了双足机器人HEUSR_1的仿真模型.通过拟人步态规划生成了运动仿真数据,在ADAMS虚拟环境中实现了具有足趾运动的拟人稳定行走,经仿真分析,获得了双足机器人HEUBR_1拟人行走步态下的运动学和动力学特性,仿真结果表明:双足机器人HEUBR_1的串并混联的仿人结构设计能够满足行走要求,且拟人步态规划方法可行,有足趾运动的拟人行走具有运动平稳、能耗低、足底冲击力小的特点.稳定行走的仿真步态数据可为下一步双足机器人HEUBR_1样机行走实验提供参考数据.     

从两足机器人到仿人型机器人的研究历史及其问题

本文介绍了从两足机器人发展到仿人型机器人的历 史,分析了在自由度、能量最优和碰撞研究的一些研究现状和前景,并对仿人型机器人与两 足机器人在运动特性上有所不同提出了一些问题．     

基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制系统的设计

为了使仿人机器人手臂抓取控制系统更加智能化,提高运行效率,设计并实现了一种基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制系统。系统采用PMAC运动控制器完成机器人运行数据的传递、处理以及对机器人手臂抓取工作台的控制,采用Accelus系列数字伺服驱动器,调控仿人机器人运动位置和速度,通过关节控制器对机器人抓取过程中手臂关节的位置、速度以及角度信息进行控制,通过以S3C2440为核心芯片的上位机,实现仿人机器人手臂控制的远程通信以及抓取任务的调度,完成仿人机器人手臂抓取的智能控制,软件设计过程中,对基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制算法进行了详细分析,并给出了机器人手臂抓取控制程序代码实例,通过仿真实例验证了本系统的可用性和实用性。     

业界动态

国家“十五”重大科技成就展在京举行我国机器人研究取得重大突破9月18日国家“十五”重大科技成就展在京开幕,会上多种机器人产品纷纷亮相,据科学技术部向媒体提供信息称,第十个五年计划期间,中国科技在先进制造与自动化领域取得多项重大成果,各种特殊应用领域的机器人取得重大进展。会上,一个真人大小的仿人机器人出尽风头,它做的太极拳、刀术等表演吸引了众多观众,这是我国自主研制的仿人机器人在国际上首次成功模仿人类的复杂动作。这个仿人机器人名叫“汇童”,高1.6m,重63kg,外形酷似美国影片《机器战警》中由真人扮演的机器人警察。这…