An autonomous educational mobile robot mediator

So far, most of the applications of robotic technology to education have mainly focused on supporting the teaching of subjects that are closely related to the Robotics field, such as robot programming, robot construction, or mechatronics. Moreover, most of the applications have used the robot as an end or a passive tool of the learning activity, where the robot has been constructed or programmed. In this paper, we present a novel application of robotic technologies to education, where we use the real world situatedness of a robot to teach non-robotic related subjects, such as math and physics. Furthermore, we also provide the robot with a suitable degree of autonomy to actively guide and mediate in the development of the educational activity. We present our approach as an educational framework based on a collaborative and constructivist learning environment, where the robot is able to act as an interaction mediator capable of managing the interactions occurring among the working students. We illustrate the use of this framework by a 4-step methodology that is used to implement two educational activities. These activities were tested at local schools with encouraging results. Accordingly, the main contributions of this work are: i) A novel use of a mobile robot to illustrate and teach relevant concepts and properties of the real world; ii) A novel use of robots as mediators that autonomously guide an educational activity using a collaborative and constructivist learning approach; iii) The implementation and testing of these ideas in a real scenario, working with students at local schools.

一种有腿机器人步态轨迹生成算法

目前存在一类有腿机器人,由于其底层动力学控制参数难于获取,行走设计无法使用已有的控制方法,现有的基于建模的步态存在缺乏完善规划,固定规划步态与实际步态相差较大的问题,针对这个问题,提出一种使用曲线拟合生成步态轨迹的想法,通过引入遗传算法,让机器人能自主的搜索良好的行走步态轨迹,在四足步行机器人平台上取得了良好的实验结果.     

教务门户网自动问答系统的设计与实现

教务门户信息的查询等操作存在交互性差的问题,利用搜索引擎又不能有效解决这个问题,基于聊天机器人的自动问答系统(Automatic Question Answering System,QA)在人机交互上的优势及其自主性的问答机制有助于解决用户在教务门户网站交互性差的问题。通过对教务门户网的用户需求分析和信息操作分类,构建底层数据结构以文档形式储存;对自动问答系统核心的三个模块:问题分析、信息检索和答案抽取作了深入的分析和设计,给出了实现的方法,最后通过实际测试验证了系统的可行性和互操作性。     

基于网页内容和链接价值的相关度方法的实现

专业搜索引擎提供特定主题的信息检索服务,是新一代搜索引擎的发展方向之一,而网页主题相关度分析是专业搜索引擎的核心技术,它指导着robot进行有价值的搜索,专门搜索与主题相关的页面;提出_种综合的网页主题相关度分析方法,方法同时对网页内容价值和链接价值进行了考察,从而保证了robot搜索的网页与主题有着较高的相关度;在网页内容价值评价时,对传统的方法进行了改进,新的方法能高好的实现.该方法也用于服装行业的搜索引擎,效果明显.     

草坪灌溉机器人定位技术的研究

草坪灌溉机器人最基本功能之一是在草坪规划的喷洒栅格中能够自动定位,继而启动喷灌系统完成该栅格的灌溉任务。鉴于草坪景观的要求,不宜在草坪设置各种标杆辅助定位。本研究通过分析两轮独立驱动机器人在行走过程中输入控制量和输出位姿的关系,建立了机器人定位模型,使其能够在草坪上划分的栅格中定位;试验表明该模型对机器人在草坪中的定位与控制是有效的,本系统研究的定位与控制模型对机械构造要求低,成本低,有利农业机器人的推广使用。     

一种移动机器人在三维动态环境下的路径规划方法

提出一种基于遗传算法的三维动态环境下的路径规划方法,通过对机器人的运动行为进行编码,将各种约束条件融入到遗传算法当中,规划出可实际应用的避障路径,仿真研究表明该方法是简单有效的.     

二进制粒子群算法在路径规划中的应用

全局路径规划是智能机器人的一个重要研究领域,将二进制粒子群算法应用于路径规划是一种新的尝试.提出一种机器人路径全局路径规划方法,介绍了利用改进的二进制粒子群算法进行路径规划的详细实现过程.机器人工作空间中的障碍物表示为多边形,对多边形顶点进行编号.利用二进制粒子群算法进行路径规划,粒子的长度定义为工作环境中障碍物顶点的个数,每一位为0或1表示路径是否经过该顶点.为了克服传统的二进制粒子群算法的早熟收敛问题,在改进的算法中采用了双重编码结构,并引入变异操作.最后给出仿真结果证明该方法的正确性和有效性.     

面向冗余机器人实时控制的逆运动学求解有效方法

针对7自由度冗余机器人实时运动控制,对机器人逆运动学提出了一种新的求解方法.采用位姿分解方式,使7自由度冗余机器人逆运动学简化为4自由度位置逆运动学求解.在梯度投影法得到位置优化解的基础上,利用机器人封闭解公式求得一组优化解.通过对7自由度机器人仿真分析,表明了该方法的有效性.     

工业机器人机械设计参数对控制能量的影响

以三自由度搬运工业机器人为研究对象,通过机械设计参数与能量指标关系的程序计算和仿真的方法,研究了机械设计参数对控制能量的影响,从而为在提高控制系统性能角度优化机械设计参数提供了依据。     

基于嵌入式技术的移动机器人遥控系统设计

遥控导航是军用地面移动机器人系统的重要组成。面向野外环境下的单兵携带式微小机器人,设计并实现了一种基于嵌入式技术的遥控系统。该系统采用主从遥控和半自主控制相结合的导航控制方式,通过无线视频传输实现超视距远程遥控,通过基于导航图像的路径关键点规划实现半自主导航。