STM32的小型仿人机器人控制系统设计

仿人机器人是一种集机械、电子、控制、通信、计算机等多种技术于一体的智能系统,而控制技术是它的核心.本文设计了一款基于STM32F103芯片的小型仿人机器人控制系统.该控制系统通过输出10路PWM波实现机器人的关节运动控制,通过红外测距传感器实现机器人避障,通过姿态传感器MPU6050实现机器人的姿态测量.经过试验验证,在该系统的控制下,10自由度小型仿人机器人能够稳定行走并完成各种预期动作,且能够实现自主避障功能.     

勇气号火星车等入机器人名人堂

近期,2009年入选机器人名人堂的机器人已揭晓,共有5种机器人入围,其中包括：达芬奇机器人手术系统、终结者T-800机器人、“机遇号”和“勇气号”火星探测器、Roomba家庭清洁机器人,和科幻电影《宇宙静悄悄》中的3个园艺机器人。以下是这5种入选机器人和往年入选具有代表性的几款机器人：     

电脑与智能机器人

在现代的科幻电影中,总少不了机器人的身影。从《铁甲威龙》中有机械战警到《五号机器人》中有机器人五号,机器人或是英勇无比,或是聪明异常,无时无刻不吸引着观众的视线。这一切都显示出了人们对机器人,特别是智能机器人渴求。那么机器人何以能够     

基于平行进化的机器人智能控制研究

为增强机器人的实用性,使机器人在一定环境内能够自主完成指定任务,具备良好的环境适应能力需要在机器人系统的设计与开发中引入进化的机制与思想,在机器人对环境的反射中,通过学习促进机器人行为与功能的进化.在机器人进化思想的基础上,提出了一种机器人和软件人之问的平行进化方法,建立了平行进化过程的多重广义模型,给出了平行进化的具体算法,并在实际的变电站巡检机器人系统中加以实现与验证.实际应用情况表明平行进化的方法可以提升机器人智能化水平、扩展机器人功能.     

仿人机器人单双脚支撑转换时的消振研究

单双脚支撑转换时的冲击振动是一个影响仿人机器人稳定行走的重要因素.本文从振动方程的特性和系统的稳定性分析减振的设想和措施,并运用基于ANSYS平台所建立的THBIP-Ⅰ型仿人机器人精确的有限元弹性动力学模型,进行仿真分析比较,并加以实验验证.结果说明有限元分析法是研究仿人机器人缓冲减振的一种有效途径,所获得的结论能够为实现高品质的快速步行及控制规律做出有效的指导.     

开启机器人的未来——机器人会自己骑车了！

如今机器人已经不再少见，可它们要么是工厂里的机械手臂，要么是机器人足球比赛中的机器人小车，离我们在科幻电影中看到的智能机器人还相差甚远。不过科技总是能带给人惊喜，最新的机器人“村田顽童”已经能够自己骑自行车了，还能自己决定前进方向。也许有一天，“终结者”机器人将会诞生，而起点正是“村田顽童”……[编者按]     

德科学家研制现实版终结者机器人手臂

《终结者》电影未来机器人的强大功能让我们震惊,那只是科幻电影中的角色。不过,德国机器人与机械电子研究所科学家近日成功研制出一种功能惊人的机器人手臂,或许可以看作是现实版终结者机器人的最初部分。     

监控式遥控机器人初探

本文初步探讨了遥控机器人监控的基本概念,得出这样一种认识:监控方式是机器人向智能化发展的一个恰当模式,监控系统是由人的高级智能与机器人的低级智能构成的系统.监控是系统中这两种智能相互作用的过程,人的智能应当能够在机器智能的不同级别上输入,我们研制了一个遥控机器人监控操作器的实验系统,通过实例和实验作了说明.     

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．     

仿人足球机器人射门过程中路径规划算法研究

为了解决仿人足球机器人射门最优路径规划问题,本文提出一种基于模糊算法的移动机器人路径规划策略,使机器人能够高效率踢球射门.利用机器人摄像头感知周围的环境信息,再利用超声波传感器得到与目标物相关的距离信息,运用模糊推理将目标位置信息模糊化,建立模糊规则并求解,最终使机器人可以确定射门的路径,进而采用正向射门或侧向射门动作.     

能打电话能听音 纳伟仕蓝精灵A3蓝牙微型音箱

纳伟仕蓝精灵A3是一款造型颇为科幻的微型音箱．绝大多数人看到它的第一眼，都会在脑海里联想到科幻电影中机器人的形象——两侧的扬声器保护网仿佛眼睛．     

一种面向狭小、拥挤情景的服务机器人运动规划方法

针对多维度服务情景中狭小、拥挤的一类情景,设计了一种能够兼顾移动机器人的移动效率和机器人在移动过程中对周围人的舒适感受所造成的影响的运动规划方法.该方法通过紧张空间来刻画人的舒适需求,然后通过人的紧张空间在机器人运动的影响下所产生的形变程度对机器人的运动与人的舒适感受之间的关系进行建模,进而以机器人的移动效率和人的舒适感受为优化目标实现运动规划.最后,通过仿真研究验证了本文方法的有效性,进而通过狭小、拥挤服务情景的研究体现了基于多维度服务情景的服务机器人研究框架的适用性.     

试分析工业机器人的仿人智能控制要点

采用仿人智能控制工业机器人,能有效满足机器人耦合、思辨和非线性的特征要求.仿人智能控制利用的是基于特征模型的多模态控制,可以根据系统的实际特征状况来选择相应的控制,从而让各种状态能够实现最优,进一步在整体层面上让系统的精确性、稳定性和快速性指标得到有效满足.本文主要就对工业机器人的仿人智能控制要点进行了简单的分析.     

仿人机器人复杂动作设计中人体运动数据提取及分析方法

提出了仿人机器人复杂动作设计中人体运动数据提取及分析方法. 首先, 通过运动捕捉系统获取人体运动数据, 并采用运动重定向技术, 输出人--机简化模型的数据; 然后, 对运动数据进行分析和运动学解算, 给出基于人体运动数据的仿人机器人逆运动学求解方法, 得到仿人机器人模型的关节角数据; 再经过运动学约束和稳定性调节后, 生成能够应用于仿人机器人的运动轨迹. 最终, 通过在仿人机器人BHR-2上进行刀术实验验证了该方法的有效性.     

一种仿人机器人跑步状态分析模型

依据仿人机器人跑步的动力学特性,通过对仿人机器人虚拟加速度传感器输出的信号进行分析,建立了仿人机器人跑步相关特征值的概率模型.针对仿人机器人的结构,分析了在整个跑步过程中惯性力和弯矩的作用,对跑步状态的影响,获取虚拟加速度传感器输出的信号,采用小波变换分析动态信号,同时进行快速傅里叶变换,在频域上提取能量特征值.使用马氏距离作为稳定跑步的判定标准,并给出了定量描述,在ADAMS软件中搭建仿人机器人,虚拟加速度传感器设置在质心处,进行跑步仿真实验,仿真实验结果表明,该模型能够反映仿人机器人的跑步特性,仿人机器人能够在跑步状态发生改变时,根据跑步特征及时调整步态,保证其稳定性.     

基于HMCD的仿人机器人单杠运动控制策略

为完成仿人机器人单杠运动,分析了欠驱动单杠机器人Acrobot模型,并根据IHOG技术要求、实物机器人本体结构和自由度配置,提出了基于HMCD的控制策略.通过单杠视频捕捉获取人体运动数据,根据仿人机器人模型分析关键特征点、基本动作的运动数据得到的关键帧的关节角数据,经过运动学约束调整,采用插值方法生成能够应用于仿人机器人的运动轨迹.在MF-1型仿人机器人单杠实物平台上进行控制实验的成功,验证了该方法的有效性.     

基于ZMP的仿人机器人跑步运动模式

采用小车-曲面桌子模型,提出了一种基于零力矩点(zero moment point,ZMP)的仿人机器人跑步运动模式.在单腿支撑阶段和飞行阶段,分别规划了仿人机器人的质心运动轨迹和双脚运动轨迹.在单腿支撑阶段,求解根据小车-曲面桌子模型建立的动力学方程,依据小车的运动轨迹规划出仿人机器人的质心轨迹;在飞行阶段,仿人机器人质心可看作抛物线运动,质心轨迹可通过水平方向上的匀速运动和竖直方向上的自由落体运动轨迹表示.分析了双脚与地面接触时的力及力矩约束.通过改变ZMP调整身体的倾斜角度,保持身体动态平衡.同时根据动力学方程分别求解出踝关节及其他关节的关节力矩.仿真实验结果表明:仿人机器人跑步时各关节角度和关节驱动力矩变化稳定,能够实现稳定的跑步,验证了方法的有效性.     

仿人机器人足部姿态实时感知系统

针对复杂环境下仿人机器人稳定控制的要求,设计了基于MEMS惯性传感器的仿人机器人足部姿态实时感知系统.同时,提出了基于惯性传感器和足部力传感器信息的系统累积误差校正方法,用于解决由于噪声、漂移和积分算法而带来的累积误差问题.该系统能够实时精确的输出仿人机器人的足部姿态信息,为仿人机器人的稳定控制提供关键依据.该校正方法能够有效的消除系统的累积误差,提高系统的测量精度.最后在仿人机器人BHR-2上对该系统的可行性和有效性进行了实验验证.     

找个机器人做女友——人工智能畅想曲

大多数人对于机器人的认识,都来自于科幻电影中的描述。与人类对外星人的认识不同,机器人是人类自己制造出来的,首先它们是机器,然后才是人,因此机器人更为真实、更为亲切。在过去的数年中,机器人的研发和制造技术突飞猛进,尤其是核心的人工智能技术,向着更为实用的方向迈进,     

家家都有机器人

[编者按]在2007年第一期《科学美国人》杂志上,比尔·盖茨撰写了一篇文章:《家家都有机器人》.他向世界预言:机器人将成为继个人电脑之后的下一个热门领域.同时,比尔·盖茨也谈到,目前的机器人行业面临着很多的挑战,如何建立统一的标准和平台,如何降低硬件成本,以及如何开发新的软件等,这些都是需要考虑的问题.为了让读者全面了解巨人的思想,我们对比尔·盖茨的这篇文章进行了编译,希望能够与大家共同对机器人行业的发展进行探讨.