基于正侧位投影约束的空间配准与脊柱手术导航

为提高机器人辅助脊柱手术的精确性、安全性以及易用性,将术前CT 图像与术中X 射线图像配准． 传统单平面配准法因缺乏沿光轴的深度信息而导致导航误差较大,本文通过同时计算正侧位透视图像来提高配准与 导航精度．通过分析正侧位投影空间变换模型,利用该双平面几何约束实现自动的配准初值估计并建立3 维手术空 间与CT 空间的映射．在虚拟X 射线导航基础上,利用立体视觉定位计算手术器械在CT 空间的实时位姿从而实现 3 维导航．脊柱体模实验证明该配准与导航方法的精度满足手术要求,动物椎板磨削实验表明该系统可实现实时监 控,提高手术安全性．     

嵌入式系统在电子信息类专业教学中的推广

介绍在电子信息类专业开展嵌入式系统教学改革的思路,针对社会对嵌入式系统人才培养的需求,进行课程体系改革与教学实践,将嵌入式系统贯穿到整个课程培养体系。在分析嵌入式系统理论与技术和专业主干学科关系的基础上,设计基于线程学习的培养模式,提出了将嵌入式系统融入基础课程和专业课程学习的基本思路,对于嵌入式系统和PC架构的教学矛盾提出了初步的解决思路与方法。     

模块化群体机器人构型分析与自组装控制

源于社会性昆虫的自组织原理,自组装为群体机器人的协作提供了有效的行为模式。提出一种分布式自组装控制方法,并基于自主开发的新型自组装模块化机器人Sambot进行试验研究。采用构型连接状态表的方法对多个Sambot组成的集合体机器人的运动构型进行描述与分析,建立运动构型库。提出一种由种子机器人、对接机器人与连接机器人组成的分布式自组装系统,其中种子与连接机器人决定自组装规则,并控制构型增长;对接机器人没有任何目标构型与全局坐标信息,采用基于行为的控制器,实现与种子及连接机器人的的自主对接。用5个Sambot机器人成功演示了典型蛇型与4足构型的自组装试验,验证了控制算法的有效性。     

基于再生能源的极地漫游机器人研究及现场试验

研制应用于南极地区进行科考,基于再生能源的极地漫游者机器人系统。根据南极地区特有的地形、地面条件、温度、风速等自然条件对机器人系统结构、驱动、控制和能源系统进行分析与设计。为满足在南极冰盖地区持续漫游的需要选择时间分布更为均衡的风能作为机器人能源方案,选择更适合该机器人结构的垂直轴风力发电机系统。为提高机器人能源使用效率而选择轮式驱动结构和轮内电动机方案。设计差动式连杆与可调式摆腿结构,提高其通过能力和平稳性。并赴南极中山科考站进行现场测试,结果表明该机器人对中山站站区附近不同地面条件的适应力较好,对障碍的通过能力满足要求,再生能源系统可为机器人提供稳定的能源供给。但现场试验也暴露出机器人转向模式、能源捕获效率和控制模式上与环境特点不匹配的问题,需要通过进一步研究和试验进行改进。     

机器鱼辅助水下考古实验研究

分析了水下考古对潜器的需求,从速度、机动性、与UUV的对比等方面阐述了SPC-II(Stability first, Propulsion secondary, Control the third)机器鱼水下作业的可行性,提出了基于盘旋下潜的机器鱼辅助水下考古实现方法．这种方法在实际考古中得到验证,弥补了SPC-II无法动力悬停的不足,并为下一步的研究提供参考．     

深切缅怀张启先院士--纪念张启先院士诞辰八十周年学术研讨会

北京航空航天大学机器人研究所是由张启先院士于1987年创建的,是一个集教学、科研和应用为一体的研究基地,是北京航空航天大学“机械设计及理论”全国重点学科的主要依托单位。他在机器人技术领域负责主持了多项国家攻关、国家自然科学基金和863计划项目,取得一批突破性成果,多次荣获国家和部委级奖励。张启先院士培养了我国第一位机构学博士,总共培养出44名博士和博士后。     

面向虚拟制造和装配的新型数据手套设计

基于平面四杆机构和空间六杆机构运动的确定性原理,研制了一种面向虚拟制造和装配的机械电子式数据手套。介绍了数据手套的原理、标定和可视化的研究,给出了该数据手套的性能、优缺点和试验数据。     

基于分层POMDP的智能轮椅行为控制方法

针对部分可观察马尔可夫决策过程(POMDP)模型在智能轮椅控制上的应用因模型参数难以确定而受到限制的问题,将POMDP模型决策过程中的动作空间分成一系列较小动作子集,进而提出了一种基于分层POMDP模型的智能轮椅行为控制方法。该方法综合了动作的不确定性和状态的部分可观测性,通过对环境的观测和信息的采集,得到不确定环境下的最优策略选择,进而选择相应的最优动作,从而提高了动作的执行效率。在室内家居环境下进行的交互任务与导航控制试验以及对实验结果进行的分析验证了这一方法的实时性、有效性和可靠性。     

云制造先从简单处做起

当今，网络通信技术在全球范围内得到广泛应用．这为云制造的落地提供了一个很好的技术环境。另外．由于中国地大物博．行业、区域发展极不平衡．计划性生产与市场需求生产之间结合得还不是特别理想。所以，从云制造的概念来看．它具有了解决这些问题的非常重要的意义和前景。     

仿生振动翼推进器模糊控制实验研究

在水洞中对月牙尾鳍状的振动翼进行了水动力学实验，并讨论了St 数、相对攻角、无量纲振幅、相位 差为涡流控制参数的振动翼仿生推进的涡流控制方法．在尾鳍推进器平台上进行自由航行实验，结果表明，通过模 糊控制方法主动控制振动翼的St 数以及其余涡流控制参数，可以有效地减小平台的功耗，获取更高的游动速度，平 台游动速度最高达1.87 m/s，同时振动翼尾鳍的St 数被控制在0.4 ～ 0.5