基于笔式交互的人机混合CAD概念设计

人工智能与机器学习技术不断推动各个领域的智能化发展,笔式交互技术的进步使基于草图的计算机辅助设计(CAD)得到了设计和研究人员的广泛关注。现有的CAD概念设计方法没有真正回归纸/笔工具带来的自然交互方式。如何利用人机混合智能的方法辅助并改进现有的CAD概念设计,准确、高效、自然地采集手绘草图数据并生成CAD模型,是目前面临的挑战。鉴于此,首先介绍了CAD概念设计、笔式用户界面、人机混合智能、草图理解的发展情况;然后介绍了典型的CAD工具与相关交互技术;结合现有的技术与问题,提出了一个通用的基于笔式交互的人机混合CAD概念设计框架,并给出此框架的应用场景与实例;最后对笔式交互的人机混合CAD概念设计框架进行分析,为以后的发展方向提出建议。     

共融机器人重大研究计划研究进展

“共融机器人基础理论与关键技术研究”重大研究计划,聚焦“刚-柔-软机构的行为顺应与可控性”、“人-机-环境多模态感知与自然交互”以及“机器人群体智能与操作系统架构”三个科学问题,主要面向智能制造、医疗康复、国防安全和学科前沿四个重点方向,实施四年来取得了长足进展,构建机器人与人、机器人与环境、机器人与机器人交互的共融机器人研究体系,推动了工业机器人、服务机器人和特种机器人领域的理论和技术发展,相关科研成果为我国高端制造、康复医疗、国防安全等国家重大需求提供了坚实的理论和技术支撑。对在该重大研究计划支持下所取得的有关共融机器人的主要研究进展进行概述,内容涵盖“与环境共融的加工制造机器人”、“与人共融的康复辅助机器人”、“机器人间共融的群体智能与操作系统”以及“共融机器人前沿：新方法、新原理和新概念”,以此给出后续的重点研究方向和建议。     

人机智能协同在医疗康复机器人领域的应用

生物智能(人类智能)和人工智能(机器智能)各有所长,具有很强的互补性。借助各种人—机接口技术和方法,将生物智能和人工智能结合起来,使它们优势互补、协同工作,从而产生更强大的智能形态,并将孕育出重大的理论创新和技术方法突破。首先介绍了人机智能协同的主要研究方向、关键科学问题和主要研究内容,之后对人机智能协同在服务、医疗和康复机器人领域的应用及推动作用做了进一步介绍,最后分析了应用存在的可能问题和挑战并做出总结。     

工业人工智能——工业应用中的人工智能系统框架（英文）

人工智能正以超越人们想象的方式影响着工业生产和我们的生活。世界多国已启动的国家级人工智能计划均强调了人工智能在智能工业中的重要性和必要性。但与此同时,采用人工智能来实时解决生产的实际问题仍是当前必须面对且不能忽视的挑战。现在的最大挑战是找到可创造价值的具体应用来满足市场和资本不断增长的期望。为了给工业系统中的人工智能的发展与实施提供一个清晰的路线图,提出了工业人工智能的系统框架和使能技术。综述了智能工业中的工业人工智能的关键使能技术的重要性,阐述了如何系统地应用这些使能技术来创造产生新价值的机会并避免出现问题。     

[制造前沿]工业人工智能——工业应用中的人工智能系统框架

人工智能正以超越人们想象的方式影响着工业生产和我们的生活。世界多国已启动的国家级人工智能计划均强调了人工智能在智能工业中的重要性和必要性。但与此同时,采用人工智能来实时解决生产的实际问题仍是当前必须面对且不能忽视的挑战。现在的最大挑战是找到可创造价值的具体应用来满足市场和资本不断增长的期望。为了给工业系统中的人工智能的发展与实施提供一个清晰的路线图,提出了工业人工智能的系统框架和使能技术。综述了智能工业中的工业人工智能的关键使能技术的重要性,阐述了如何系统地应用这些使能技术来创造产生新价值的机会并避免出现问题。     

人工智能在机械系统中的应用

人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是一门研究如何构造智能机器或智能系统，使它能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。智能技术是当前新技术、新产品、新产业的重要发展方向、开发策略和显著标志，尤其它在解决远程控制、故障诊断、非线性等问题上的优势，给机械系统的发展指明了方向。本文描述了一些已经应用了智能技术解决机械问题的方法及该技术今后的应用趋势，并通过应用实例给出具体说明。     

智能无人机械工厂自动化控制分析与优化

文章旨在解决当前智能无人工厂在实际应用中面临的挑战,如物联网技术的有效融合、生产自动化的实现难题以及智能化管理的需求。针对这些问题,深入分析并提出了优化策略,旨在实现高效、可持续的智能工厂运行模式。文章内容涵盖了智能制造概念的起源与发展,全球主要工业国家的智能制造发展规划,以及智能工厂的总体技术框架。特别强调了在物联网和人工智能技术日益普及的背景下,如何通过技术创新和策略调整,推动传统制造业向智能化、自动化方向转型。重点在于分析智能工厂的技术框架,探讨如何优化现有的智能制造系统,并在我国智能制造工厂的实际应用中提出具体的改进建议,以期为后续智能工厂的设计和建设提供参考价值。通过这些研究,期望为实现更高效、节能且环保的生产模式提供理论支撑和实践指导。     

人机安全交互技术研究进展及发展趋势

人机共融作为未来生活、智能工厂等方面焦点问题,承载着新型工业体系构建以及衡量国家科技创新水平的重担。聚焦人机安全交互关键技术,围绕共融机器人结构设计、柔顺控制、环境感知、行为学习及决策等层面全面总结了当前研究进展,系统梳理了热点难点问题,归纳了现阶段人机安全交互实现方法,并对未来发展航向做出了展望。研究旨在通过抛砖引玉,加深共性关键技术理解,促进相关学科领域全面发展。     

多智能体技术在机电一体化中的应用前景

多智能体技术是人工智能的前沿学科,是分布式人工智能的一个重要分支。其目标是将大的复杂系统（包括软、硬件系统）按特定目标划分成多个智能体（Agent）,彼此相互通讯、相互协调,组成松散耦合、便于管理的系统。近年来,多智能体技术发展迅速,频繁出现于大量应用系统设计中。基于多智能体技术的分布式智能控制广泛应用于智能机器人、智能交通控制、柔性制造、智能人机交互等领域,成为复杂系统分析设计、集成综合的新方法。     

可穿戴式柔性外骨骼人机智能系统可靠性及应用伦理问题研究

近年来,外骨骼系统已成为机器人、机电一体化、人工智能等研究领域的热点.但值得一提的是外骨骼系统需要人穿戴外骨骼进行操作,外骨骼任何一个"非理性"的动作都可能对操作者造成严重的伤害.因此,外骨骼系统必须有很高的可靠性.本文提出了可穿戴式柔性外骨骼人机智能系统可靠性设计原则,并建议对可能引起伦理争议的系统应用进行约束,为今后柔性外骨骼人机智能系统的发展以及人和智能机器的和谐共存提供参考.     

基于多智能体系统的分布式智能控制系统框架与原型系统开发

针对复杂工业过程的控制需求,研究了一种基于多智能体系统的分布式集成智能控制系统框架,系统由人机集成单元、控制单元和虚拟仿真单元构成,每个单元由分层的Agent组构成。多个专业Agent和主管Agent组成功能Agent组,通过不同的Agent激活与后备构成Agent组的重构和控制模式的切换。采用基于PC和现场总线设备相结合的硬件结构,运用遵循职能物理代理基金会组织标准的开发工具Java智能体开发框架开发原型系统,并应用到焦炉集气管压力控制实践中。工程应用表明,所提出的集成控制系统能有效地解决焦炉集气管压力这类复杂工业对象的过程控制问题。     

基于智能体群的跨区域决策指挥系统建模研究

为了实现处于不同地域的系统之间的相互协作与资源共享,引入群体智能的思想,并利用人工智能理论中的智能体技术,构建用于完成跨区域决策指挥功能的智能体群。在所提出的智能体群工作模式中,智能个体通过动态协作组织构成智能体工作组的方式进行合作,智能体群在整体上具有相对稳定的静态层次结构。在对智能体群的动态协作组织方式和静态层次结构进行研究的基础上,提出了用于特定应用背景下的跨区域决策指挥工作组的框架模型。     

单片机在智能家电领域的应用分析

自上个世纪开始,人类开始重视并不断拓展单片机的应用范围,单片机能够借助精确的指令系统来实现对各个功能模块的控制和管理,由于其自身体积较小便于携带,围绕单片机的系统开发以及迭代为生产生活领域的创新提供了技术支撑。智能家电将单片机作为微型控制核心,并将其用于家电系统的控制以及语言交互模块,真正实现了人机互联以及使用体验的增强。本文简单介绍了单片机的基本结构、类型以及功能,重点探讨了单片机在常见智能家电,例如智能台灯、智能电视中的应用。     

增强现实辅助的互认知人机安全交互系统

在现代制造业中,人和机器人的交互共融是制造智能化的焦点问题之一。在人机交互中,机器人对工人的伤害风险是影响安全生产的关键因素。然而,在动态、不确定性的人机交互环境中,目前的人机安全交互系统仍然是基于机器人对环境的感知实现被动避让,缺乏基于互认知的自适应决策。为提高人对环境的认知能力,并增强机器人的自主避让和自适应能力,设计并实现了一种基于可穿戴增强现实技术的互认知人机安全交互系统。其中,可穿戴增强现实设备作为人机交互的媒介,实现机器人的虚实注册和工作环境的虚拟映射,收集人、机器人和作业空间的信息,实时为操作人员和机器人提供互认知辅助。互认知人机安全交互系统从三个方面确保人机安全：根据人机距离的机器人速度控制和安全区域可视化;虚实映射的运动预览和碰撞检测;基于深度强化学习的机器人避障策略。最后,通过搭建原型系统验证了所提出系统设计方法的可行性,以期促进先进人工智能技术与人机交互技术的融合发展,实现人机共融、安全协作。     

一种基于IA思想的现场总线控制系统的研究

针对目前工业现场控制产品的发展现状,简述了集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）在工业控制应用中的优缺点及应用现状。同时提到了目前国内针对以上控制系统的缺陷而提出来的一些最新解决方案。本文的重点是：借鉴分布式人工智能领域中智能代理（IA：Intelligent Agents)协同工作的思想,提出一种基于IA的现场总线控制的新思路。并详细介绍了该思想的学术构想和思路以及实施方案。     

面向智能制造的人因工程研究与发展

面向智能制造的人因工程是人因工程学(或称人类工效学)在智能制造领域的应用,秉承"以人为本"的理念,在人-信息-物理系统(Human-cyber-physicalsystems,HCPS)语义下,系统研究解决人、物理系统、信息系统之间的关系问题,确保系统安全高效运行。从智能制造系统人的作用出发,系统梳理面向智能制造的人因工程的研究内容,论述国内外在智能制造系统人因工程与人机关系等领域的研究进展和重点,具体包括人的安全、虚实融合、组织结构扁平化、产用融合、人机协作、人与CPS的关系等方面。结合我国在智能制造人因工程领域所面临的挑战,从学科建设、科学研究、社会关注等层面提出了进一步发展的建议,包括加强顶层战略设计、完善学科体系建设、宣贯系统设计理念、加强定量定性研究的融合、促进新兴技术的创新应用等内容。     

智能制造时代下的设计建构论

在当前人工智能科技浪潮中，如何认识智能制造时代中设计科学的角色，成为推进工业设计研究与实践、解释当前技术潮流下设计认识论的一大挑战。结合建构主义理念和设计学科特点，从本体、行为及价值3个方面提出设计建构论：本体建构层分析物质产品和非物质性虚拟空间中系统结构知识和系统行为知识的本体要素；行为建构层研究群体智慧带来的行为组织变革，以及设计智能代理团队和智能设计工具带来的设计行为与设计流程转变；价值建构层宣传贯彻国家、民生及产业中蕴含的设计价值主张，为促进智能制造时代工业设计认知范式的转变提供参考。     

集体智慧研究综述及其社群化制造应用探索

为了系统化地理解和发展集体智慧理论,并进一步探索如何利用集体智慧理论解决制造领域特别是社群化制造领域中的工程问题,在统计2000年至今的中英文集体智慧相关研究文献基础上,进行了相关概念辨析,并根据集体智慧系统中个体属性差异将其分为人类系统、社会性动植物系统以及人工智能体系统集体智慧三类,然后按“实现框架关键技术工程应用”的主线对三类集体智慧的理论研究进展及其在制造领域的应用研究现状进行了综述。研究结果表明,集体智慧理论在社群化制造各环节均有广泛应用前景。据此提出了集体智慧概念集成框架,并探讨了其在社群化制造领域的初步应用方案和需要解决的问题。     

基于SOA和智能体的企业应用集成研究

为准确、及时地获得企业一线数据,解决企业各应用系统之间信息交互,并实现与企业外部信息系统的通信,提出了基于面向服务的体系结构（SOA）和智能体的企业应用集成深度整合的解决方案。它不仅能够向企业信息系统提供一线的数据,而且以松耦合方式实现了企业应用系统的集成。应用案例证明,该方案是可行的。     

人机结合的关键支持技术

人机结合理论与应用研究越来越受到工程界和学术界共同关注,如何使其更具可操作性和应用性是待解决的问题。在回顾人机结合研究进展的基础上,从工程应用角度综述若干关键支持技术,包括人机结合系统结构、Agent、计算智能、信息感知与融合和泛化的综合集成等内容。结合航天器布局设计人机结合研究给出如下相关讨论：目前人机结合标志性成果不多的原因;为使人机结合更具实用性的策略和方法;鼓励广泛应用实践和理论深化研究。目的是在现有科学技术水平下使人机结合在工程实践中发挥更大作用。