了消除传感器数据误差的方法;在自主导航阶段,利 机器人技术综论 用引导阶段得到的地图在动态环境中进行运动,并给 机器人技术历史、现状及发展趋势 出了运动控制的约束条件以及动态避障的方法。机器 人利用该方法可以处理突发的障碍物,还能对路径进 0601001国外仿人机器人发展概况[刊,中]/李允明行优化,实验结果证明了其有效性 ∥机器人-2005,27(6)-561-568 0601006气动多吸盘爬壁机器人[刊,中]/孙锦山, 介绍了国外仿人机器人发展的特点,详细分析了杨庆华,阮健∥液压与气动-2005,(8)-56-59 日本、美国和韩国等国几种仿人机器人的主要技术及 介绍了一种气动爬壁机器人的原型设计,该机器 其技术指标。根据国外的样机设计,作者讨论了仿人人新颖之处在于采用多个吸盘组成的吸附机构和气动 机器人各部分自由度的选用,分析了仿人机器人传动柔性驱动机构,它可以在玻璃面上和平整的金属表面 和控制设计中的一些问题。就国外仿人机器人发展对上蠕动爬行。主要阐述了爬壁机器人关键结构的设计、 中国的启示提出了看法 安全性分析、控制系统和运动实现 0601002纳米生物机器人研究与进展[刊,中]/蒋怀0601007网络机器人遥操作实现研究[刊,中]/郭建 伟,王石刚,徐威∥机器人-2005,27(6)-569-574光,符秀辉∥仪器仪表学报-2005,26(S1) 介绍了纳米生物机器人相关领域的研究概况,给477~478 出了本小组基于病毒的纳米生物机器人的概念模型, 通过将网络与机器人合成,设计了一个网络遥操 对其中的关键技术和方法进行了分析,总结了目前存作系统。该系统采用CS体系结构。操作者在客户端 在的主要难题和可能的解决途径,最后展望了纳米生通过观察图像和距离信息,操纵游戏杄控制远程的移 物机器人未来的发展方向。 动机器人完成基本的运动和避开障碍物的运动。实验 0601003多机器人系统的研究现状[刊,中]/熊举峰,验证了遥操作系统的可行性和合理性。 谭冠政,盘辉∥计算机工程与应用一2005,41(30).0601008管道机器人系统的研究[刊,中]/马宏,白 28~30,45 素平,闫钰锋∥仪器仪表学报-2005,26S1) 介绍了多机器人系统的研究进展及现状,对该领 域内的主要内容(思想源泉、体系结构与控制、通信 提出了一种能够对口径在Φ35~15mm范围的管 学习、可重构机器人)的研究现状作了分析和介绍,还道内表面质量实现半自动检测的管道机器人系统。该 提出了一些未来值得研究的议题。 系统可以把管道内壁裂纹、砂眼、焊缝、疵病等图像 信息检测并摄录下来,并通过监视器提供实时图像供 机器人与操作器的一般概念 操作者随时观察,经计算机进行图像处理与识别,给 出管道内表面的粗糙度等级。 遥控机器人 0601009利用多个特征进行移动机器人视觉导航 0601004基于多传感器信息融合的移动机器人导航[刊,英]/ Pears,N, Bojian,Chen,Z.∥ Eurasip Jour 系统[刊,中]/孔凡天,陈幼平,谢经明∥计算机工程 on Applied Signal Processing-2005,14.-2250-2259 与应用-2005,41(32)-22~24,27 提出了一个将地平面与移动机器人视野区分开的 介绍了多传感器信息融合的基本原理,给出了基方法,然后利用它测量移动机器人地平面上方的非地 于多传感器信息融合的移动机器人导航系统结构。建面特征的高度。这样,移动机器人可以确定它能够从 立了移动机器人数学模型,运用基于扩展卡尔曼滤波上方、下方驶过的物体,以及它需要绕过的物体。除 的信息融合方法实现了移动机器人导航算法。通过实避障外,这种数据还可以用于定位与地图创建。所有 验验证了基于多传感器信息融合的移动机器人导航系这些都是利用未标定摄像机(只使用原始像素坐标系) 统和导航算法的有效性 完成的,但受摄像机的(准)纯平移运动的限制。主要 601005一种动态未知环境中自主机器人的导航方贡献有:(1)一个新的互逆极(RP)图像校正法;(2)RP 法[刊,中]/孟伟,黄庆成,韩学东∥计算机研究与发空间中利用正弦模型进行拟合的地平面区分法;(3) 展一2005,42(9)-1538-1543 用来测量仿射高度的新型投影构筑法;(4)利用一系列 提出一种动态未知环境中机器人自主导航方法,视觉特征可以在大范围视觉环境中工作的算法。参16 利用少量的人类辅助避免了繁琐的地图描述。该方法0601010机器人向做未知机动动作的移动目标导航 分两个阶段:用户引导阶段和自主导航阶段。在用户引的方法[刊,英]/ Belkhouche,F., Belkhouche,B.∥Ro 导阶段,利用多种传感器信息融合生成局部环境的粗boti 005,21(6).-709720 略的极坐标地图,利用它可以得到全局地图,还给出 研究了机器人向运动目标导航的一个方法。机器
1 一 机器人技术综论 机器人技术历史、现状及发展趋势 0601001 国外仿人机器人发展概况[刊，中]/李允明 ∥机器人.—2005，27(6).—561~568 介绍了国外仿人机器人发展的特点，详细分析了 日本、美国和韩国等国几种仿人机器人的主要技术及 其技术指标。根据国外的样机设计，作者讨论了仿人 机器人各部分自由度的选用，分析了仿人机器人传动 和控制设计中的一些问题。就国外仿人机器人发展对 中国的启示提出了看法。 0601002 纳米生物机器人研究与进展[刊，中]/蒋怀 伟，王石刚，徐威∥机器人.—2005，27(6).—569~574 介绍了纳米生物机器人相关领域的研究概况，给 出了本小组基于病毒的纳米生物机器人的概念模型， 对其中的关键技术和方法进行了分析，总结了目前存 在的主要难题和可能的解决途径，最后展望了纳米生 物机器人未来的发展方向。 0601003 多机器人系统的研究现状[刊，中]/熊举峰， 谭冠政，盘辉∥计算机工程与应用.—2005，41(30). —28~30,45 介绍了多机器人系统的研究进展及现状，对该领 域内的主要内容(思想源泉、体系结构与控制、通信、 学习、可重构机器人)的研究现状作了分析和介绍，还 提出了一些未来值得研究的议题。 二 机器人与操作器的一般概念 遥控机器人 0601004 基于多传感器信息融合的移动机器人导航 系统[刊，中]/孔凡天，陈幼平，谢经明∥计算机工程 与应用.—2005，41(32).—22~24,27 介绍了多传感器信息融合的基本原理，给出了基 于多传感器信息融合的移动机器人导航系统结构。建 立了移动机器人数学模型，运用基于扩展卡尔曼滤波 的信息融合方法实现了移动机器人导航算法。通过实 验验证了基于多传感器信息融合的移动机器人导航系 统和导航算法的有效性。 0601005 一种动态未知环境中自主机器人的导航方 法[刊，中]/孟伟，黄庆成，韩学东∥计算机研究与发 展.—2005，42(9).—1538~1543 提出一种动态未知环境中机器人自主导航方法， 利用少量的人类辅助避免了繁琐的地图描述。该方法 分两个阶段:用户引导阶段和自主导航阶段。在用户引 导阶段，利用多种传感器信息融合生成局部环境的粗 略的极坐标地图，利用它可以得到全局地图，还给出 了消除传感器数据误差的方法；在自主导航阶段，利 用引导阶段得到的地图在动态环境中进行运动，并给 出了运动控制的约束条件以及动态避障的方法。机器 人利用该方法可以处理突发的障碍物，还能对路径进 行优化，实验结果证明了其有效性。 0601006 气动多吸盘爬壁机器人[刊，中]/孙锦山， 杨庆华，阮健∥液压与气动.—2005，(8).—56~59 介绍了一种气动爬壁机器人的原型设计，该机器 人新颖之处在于采用多个吸盘组成的吸附机构和气动 柔性驱动机构，它可以在玻璃面上和平整的金属表面 上蠕动爬行。主要阐述了爬壁机器人关键结构的设计、 安全性分析、控制系统和运动实现。 0601007 网络机器人遥操作实现研究[刊，中]/郭建 光，符秀辉∥仪器仪表学报.—2005，26(S1).— 477~478 通过将网络与机器人合成，设计了一个网络遥操 作系统。该系统采用 C/S 体系结构。操作者在客户端 通过观察图像和距离信息，操纵游戏杆控制远程的移 动机器人完成基本的运动和避开障碍物的运动。实验 验证了遥操作系统的可行性和合理性。 0601008 管道机器人系统的研究[刊，中]/马宏，白 素平，闫钰锋∥仪器仪表学报.—2005，26(S1).— 286~287 提出了一种能够对口径在 Φ35~155mm 范围的管 道内表面质量实现半自动检测的管道机器人系统。该 系统可以把管道内壁裂纹、砂眼、焊缝、疵病等图像 信息检测并摄录下来，并通过监视器提供实时图像供 操作者随时观察，经计算机进行图像处理与识别，给 出管道内表面的粗糙度等级。 0601009 利用多个特征进行移动机器人视觉导航 [刊，英]/Pears，N.，Bojian，Chen，Z.∥Eurasip Journal on Applied Signal Processing.—2005，14.—2250~2259 提出了一个将地平面与移动机器人视野区分开的 方法，然后利用它测量移动机器人地平面上方的非地 面特征的高度。这样，移动机器人可以确定它能够从 上方、下方驶过的物体，以及它需要绕过的物体。除 避障外，这种数据还可以用于定位与地图创建。所有 这些都是利用未标定摄像机(只使用原始像素坐标系) 完成的，但受摄像机的(准)纯平移运动的限制。主要 贡献有：(1)一个新的互逆极(RP)图像校正法；(2)RP 空间中利用正弦模型进行拟合的地平面区分法；(3) 用来测量仿射高度的新型投影构筑法；(4)利用一系列 视觉特征可以在大范围视觉环境中工作的算法。参16 0601010 机器人向做未知机动动作的移动目标导航 的方法[刊，英]/Belkhouche，F.，Belkhouche，B.∥Robotica.—2005，21(6).—709~720 研究了机器人向运动目标导航的一个方法。机器
人事先不了解目标的运动。我们的方法采用机器人与针对模块式机器人及相关控制法,介绍了一个新 目标的运动学方程,并结合了一些几何规则。首先 开发的概念与设计法。这种新机器人称作“单驱动模 推导了这个跟踪问题的一个运动学模型,提出了两个块式机器人”,其设计法中只使用了一个驱动装置来操 机器人导航策略,即速度追踪引导律与偏差追踪引导作所有的关节。驱动装置安装在机器人基座,所有关 律。结果表明,在这两种情况下,机器人的角速度等节利用弹簧缠绕套管(SWC)在各模块内部从中央旋 于视线角速率。讨论并证明了这些导航策略的一些重转杆输出动力。这项技术能够有效地降低各模块的质 要性质。存在障碍物时,采用两个导航模式:跟踪模量,这是模块式机器人的设计与应用中最重要的阻碍。 式,它是全局性的;规避模式,它是局部性的。在避从控制的角度,利用脉宽调制(FWM)技术来控制单驱 障模式下,建立了一个极坐标图,其中包含障碍物及动模块机器人,通过控制套管的接合时间来调节关节 追踪方向方面的信息。做了大量的仿真硏究,证明了的位置与速度。我们研究了平面单驱动模块式机器人 这两个策略在各种情况下的有效性。图15参25 的总体设计,得到了一个自扩展公式,可以自动生成 0601011混合式臀关节微型爬行机器人的设计、建所有的运动方程且这些方程只基于模块数量。进一步 模、控制与评估[刊,英]/ Krosuri,SP, Minor,MA.对swC及自锁机构进行了建模,它们也是该机器人 ∥ The International Journal of Robotics Research-的组成部分。参19 2005,24(12)-1033~1053 0601014办公室自动化地面条件下基于视觉的移动 本文旨在设计、控制并评估一种双足爬行机器人,机器人的遥操作[会,英]/ Kubota,N, Kamijima,S 这种机器人采用一种新型混合式臀关节。臀关节只需 Taniguchi,K.∥ Proceedings of the2005 IEEE Inter 个驱动器就可以在机器人上离散地产生棱形及旋转 national Conference on Mechatronics and Automation 动。这可以提高机器人在狭窄环境中的适应能力以614~619 及它越过或绕过障碍物的能力。根据机器人的尺寸, 讨论了办公室自动化地板下操作员与基于视觉的 对混合式臀关节进行优化,在使运动范围最大的条件移动机器人之间的接口。首先,解释了移动机器人遥 下硏究了驱动限制。讨论了机器人的机械结构以及运控系统的硬件,以及机器人测量信息的展示系统。地 动规划时的位置正解与位置逆解。分析了混合式臀部板下有许多支撑柱,机器人应根据周围支撑柱的布局 关节在旋转相与棱形相下的机器人可达工作空间。建来估算自身的位置。我们采用K均值算法与稳态遗传 立了不同的机器人移动步幅,研究了动态控制器要求。算法(SSGA)从图像中抽取支撑柱。然后,采用所提 进行了实验评估,令机器人在坡度不同的表面上步行、出的方法在办公室自动化地板下控制移动机器人。我 爬行并跨越表面,以评估该系统的性能及重复精度。们还提出了一个关注操作员的机构。实验结果证实了 图24表9参27 该方法的有效性。参19 0601012釆用贝叶斯推理法基于行为网络进行移动0601015环境知识不确定情况下面向目标的移动机 机器人导航[会,英]/Min,HJ∥ Proceedings of the器人导航策略[会,英]/ Suzuki,T,Shin,S., Trev 2005 IEEE International Conference on Mechatronics C// proceedings of the 2005 IEEE International Confe and Automation -14791484 rence on Mechatronics and Automation -741-746 提出了一个使智能机器人在不确定环境中避开移 针对全方位机器人,提出了一个集成式路径规划 动障碍物到达目标位置的技术。非静态环境中的机器与避碰法。基于该方法的自主移动机器人利用一个导 人需要推导变化的情况。基于行为的方法可以鲁棒地航函数的下降梯度发现到达目标的更短的安全路径。 管理环境内的交互行为,但尽管它具有响应速度快的研究了一些方法,来解决机器人传统导航实验中出现 优点,但还未大量应用于规划与推理等更为复杂的问的一些典型问题。特别是,我们选择了两种情景:1)U 题。本文提出了一个混合式控制体系结构,来推导动形深窄通道;2)两个障碍物间的窄通道问题。仿真与 态情形。低层利用行为网络生成反射行为与自主行为,实验结果表明,该导航法能够有效地建立一个路径规 高层利用贝叶斯网络为移动机器人推导动态情形。在划系统,在环境知识不确定情况下,在可能存在陷阱 各种情况下利用实际的机器人取得了一些实验结果,情况下,能够达到目标并避开障碍物。参17 它们表明,利用该体系结构,机器人避开了静态障碍0601016利用对天气及季节变化具有鲁棒性的物体 物与运动障碍物,到达了目标点。参17 识别法实现基于视觉的室外导航[刊,日]/桂浩章,三 0601013采用脉宽调制控制法的单驱动模块式机器浦纯,HidM∥日本日本口求y卜学会誌-2005, 人[会,英]/ Karbasi,H, Khajepour,A., Huissoor 23(1)一75~83 J // Proceedings of the 2005 IEEE International Confe 介绍了一种基于视觉的室外导航法。在此方法中, rence on Mechatronics and Automation. -260-267 用户首先沿一条路线引导机器人。在这种引导运动过
2 人事先不了解目标的运动。我们的方法采用机器人与 目标的运动学方程，并结合了一些几何规则。首先， 推导了这个跟踪问题的一个运动学模型，提出了两个 机器人导航策略，即速度追踪引导律与偏差追踪引导 律。结果表明，在这两种情况下，机器人的角速度等 于视线角速率。讨论并证明了这些导航策略的一些重 要性质。存在障碍物时，采用两个导航模式：跟踪模 式，它是全局性的；规避模式，它是局部性的。在避 障模式下，建立了一个极坐标图，其中包含障碍物及 追踪方向方面的信息。做了大量的仿真研究，证明了 这两个策略在各种情况下的有效性。图 15 参 25 0601011 混合式臀关节微型爬行机器人的设计、建 模、控制与评估[刊，英]/Krosuri，S.P.，Minor，M.A. ∥The International Journal of Robotics Research.— 2005，24(12).—1033~1053 本文旨在设计、控制并评估一种双足爬行机器人， 这种机器人采用一种新型混合式臀关节。臀关节只需 一个驱动器就可以在机器人上离散地产生棱形及旋转 运动。这可以提高机器人在狭窄环境中的适应能力以 及它越过或绕过障碍物的能力。根据机器人的尺寸， 对混合式臀关节进行优化，在使运动范围最大的条件 下研究了驱动限制。讨论了机器人的机械结构以及运 动规划时的位置正解与位置逆解。分析了混合式臀部 关节在旋转相与棱形相下的机器人可达工作空间。建 立了不同的机器人移动步幅，研究了动态控制器要求。 进行了实验评估，令机器人在坡度不同的表面上步行、 爬行并跨越表面，以评估该系统的性能及重复精度。 图 24 表 9 参 27 0601012 采用贝叶斯推理法基于行为网络进行移动 机器人导航[会，英]/Min，H.J.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.—1479~1484 提出了一个使智能机器人在不确定环境中避开移 动障碍物到达目标位置的技术。非静态环境中的机器 人需要推导变化的情况。基于行为的方法可以鲁棒地 管理环境内的交互行为，但尽管它具有响应速度快的 优点，但还未大量应用于规划与推理等更为复杂的问 题。本文提出了一个混合式控制体系结构，来推导动 态情形。低层利用行为网络生成反射行为与自主行为， 高层利用贝叶斯网络为移动机器人推导动态情形。在 各种情况下利用实际的机器人取得了一些实验结果， 它们表明，利用该体系结构，机器人避开了静态障碍 物与运动障碍物，到达了目标点。参 17 0601013 采用脉宽调制控制法的单驱动模块式机器 人[会，英]/Karbasi，H.，Khajepour，A.，Huissoon， J.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.—260~267 针对模块式机器人及相关控制法，介绍了一个新 开发的概念与设计法。这种新机器人称作“单驱动模 块式机器人”，其设计法中只使用了一个驱动装置来操 作所有的关节。驱动装置安装在机器人基座，所有关 节利用弹簧缠绕套管(SWC)在各模块内部从中央旋 转杆输出动力。这项技术能够有效地降低各模块的质 量，这是模块式机器人的设计与应用中最重要的阻碍。 从控制的角度，利用脉宽调制(FWM)技术来控制单驱 动模块机器人，通过控制套管的接合时间来调节关节 的位置与速度。我们研究了平面单驱动模块式机器人 的总体设计，得到了一个自扩展公式，可以自动生成 所有的运动方程且这些方程只基于模块数量。进一步 对 SWC 及自锁机构进行了建模，它们也是该机器人 的组成部分。参 19 0601014 办公室自动化地面条件下基于视觉的移动 机器人的遥操作[会，英]/Kubota，N.，Kamijima，S.， Taniguchi，K.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 614~619 讨论了办公室自动化地板下操作员与基于视觉的 移动机器人之间的接口。首先，解释了移动机器人遥 控系统的硬件，以及机器人测量信息的展示系统。地 板下有许多支撑柱，机器人应根据周围支撑柱的布局 来估算自身的位置。我们采用 K 均值算法与稳态遗传 算法(SSGA)从图像中抽取支撑柱。然后，采用所提 出的方法在办公室自动化地板下控制移动机器人。我 们还提出了一个关注操作员的机构。实验结果证实了 该方法的有效性。参 19 0601015 环境知识不确定情况下面向目标的移动机 器人导航策略[会，英]/Suzuki，T.，Shin，S.，Trevai， C.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.—741~746 针对全方位机器人，提出了一个集成式路径规划 与避碰法。基于该方法的自主移动机器人利用一个导 航函数的下降梯度发现到达目标的更短的安全路径。 研究了一些方法，来解决机器人传统导航实验中出现 的一些典型问题。特别是，我们选择了两种情景：1)U 形深窄通道；2)两个障碍物间的窄通道问题。仿真与 实验结果表明，该导航法能够有效地建立一个路径规 划系统，在环境知识不确定情况下，在可能存在陷阱 情况下，能够达到目标并避开障碍物。参 17 0601016 利用对天气及季节变化具有鲁棒性的物体 识别法实现基于视觉的室外导航[刊，日]/桂浩章，三 浦纯，Hild M.∥日本日本ロボット学会誌.—2005， 23(1).—75~83 介绍了一种基于视觉的室外导航法。在此方法中， 用户首先沿一条路线引导机器人。在这种引导运动过
程中,机器人学习一系列图像并了解这条路线的粗略棱形关节足组成,其中4个安装了主动轮,另4个安 几何形状。然后,机器人沿这条路线自主运动,通过装了被动脚轮。 Zero carrier可以设计得重量轻,功率 对所学习的图像与输入图像进行比较来确定自身的位大。在做爬台阶运动时,它可以保持很大的稳定性, 置。在室外,季节与天气的变化会使图像中的物体外完成无滑动转弯运动。然后,完成了 Zero carrier的驱 观发生较大变化,因此简单的图像比较并没有效果。动机构、传感器及运动控制系统的设计,并利用机械 我们提出了一个比较方法。机器人首先利用物体模型模型 Zero Carrier1演示了它的运动。图18参8 来识别物体,这些模型可以容忍外观的变化,然后比0601020部分可观测环境中基于记忆的导航[刊,英] 较所学习的图像与输入图像的识别结果。开发了一个/ Montesanto,A., Tascini,G, Puliti,P.∥ Robotics and 方法,它自动地从一个图像序列中选择关键图像进行 Autonomous Systems-2006,54(1)-8494 比较。在校园中在各种条件下进行了350米的自主导 提出了一个体系结构,它可以通过非监督式强化 航,实验结果证实了该方法的可行性。图19表3参学习实现反应式视觉导航。这个目标是利用Q学习以 及该体系结构的递阶式方法实现的。这些技术与部分 0601017具有柔性机构的轮式移动机器人的运动可观测马尔可夫决策过程( POMDP)不同,而且需要做 刊,日]/藤原浩幸,中野荣二,大久保宏树∥日本一些创新,包括:用来推广经验并处理部分可观测性 日本口求”卜学会誌一2005,23(1)-95-103 的试探技术;Q函数的速度延期技术:能够在无监督 讨论了新设计的可爬台阶的轮式机器人并进行了情况下学习复杂任务的专门的强化策略的定义。结果 具体的分析。该机构在前后轮之间有一个柔顺元件,能够在仿真环境中对导航分配任务进行满意的学习 可以帮助轮子爬越高于其轮径的台阶。通过分析得出图10表3参19 了柔性元件的最优柔性,使轮子与台阶壁尽可能长地 接触。给出了一些仿真与实验结果,来证明该机构的 智能机番人 有效性。图12表1参14 0601021自主移动机器人系统的新研究方法:A|S 06010184R与5R并联机构移动机器人[刊,日]/山[刊,中]/段清娟,王润孝,冯华山∥计算机工程与应 ,辅森,小俣透∥日本日本口求”卜学会誌一2005,用-2005,41(32)-65~67 多自主移动机器人系统( MAMRS)与免疫系统有 提出了一个自重构并联机器人,它可以配置成4R许多相似之处,将免疫识别效应和局部免疫网络 与5R闭式运动学链。将它安装在爬行机构上,提出(LIN)机理引入到 MAMRS中,以机器人所探测到的 了一个并联机构移动机器人。这种组合式移动机器人周围环境作为抗原,将采取的反应行为看作抗体,而 可以利用其并联机构获得移动之外的一些其它有用功在LN之间相互作用通过机器人间的通讯实现,最终 能,例如利用其形状来携载物体,通过控制重心与零在整个免疫系统内,决定机器人行为。通过仿真实验 力矩点来越过凸起物。一般说来,爬行机器人要想越证明该方法有效 过竖直凸起物,在凸起物的竖直方向上必须有摩擦力。0601022仿人机器人系统的研究与实现[刊,中]/钟 所提出的翻越凸起物的顺序不依赖于摩擦力。而且,华,吴镇炜,卜春光∥仪器仪表学报2005,26(S1) 两台或多台此类机器人进行合作可以实现一些功能, 870~872 例如形成三维结构。利用两台机器人进行了验证,4R 针对仿人机器人的结构和控制性能的要求,设计 机器人可以举起5R机器人,使其可以达到自身不能开发了机器人的关节控制器,并利用CAN总线把各 达到的高度。分析了这种运动的静力学,以便评估4R个关节和力传感器及上位机连接在一起,构成了有效 机器人所必需的关节转矩。图18表2参10 可靠的分布式控制系统;利用无线局域网技术,实现 601019可以爬台阶的足一轮混合式小车 Zero ca-了语音、视频等多媒体信息的传输,构成了仿人机器」 rrier的开发[刊,日]/广濑茂男,袁建军,小沼洋介人完整的控制系统。最后提出了一些设想以提高系统 ∥日本日本口求卜学会誌-2005,23(3)-330~的性能 336 0601023 i BotGuard:一种基于因特网的采用无变化 爬台阶的移动车的开发是爬台阶轮椅和/或检测脸部识别法防范入侵者的智能机器人安保系统[刊,英] 机器人的基础,目前需求迫切。现已提出了几种使用Liu,NK,Wang,M,Feng,B.∥ IEEE Transactions 爬行机、轮及足的小车,来实现稳定的爬台阶运动。 on Systems, Man and Cybernetics Part C: Applications 然而,传统车受限于其机动能力、安全性、机械尺寸 and Reviews-2005,35(1).-97~105 与重量。我们提出了一种新型爬台阶足一轮混合式小 采用安保机器人进行远程监视是智能机器人系统 车,称作“ Zero carrier”。 Zero carrier由8个统一的的一个重要应用领域。在安全方面,一个基本要求是
3 程中，机器人学习一系列图像并了解这条路线的粗略 几何形状。然后，机器人沿这条路线自主运动，通过 对所学习的图像与输入图像进行比较来确定自身的位 置。在室外，季节与天气的变化会使图像中的物体外 观发生较大变化，因此简单的图像比较并没有效果。 我们提出了一个比较方法。机器人首先利用物体模型 来识别物体，这些模型可以容忍外观的变化，然后比 较所学习的图像与输入图像的识别结果。开发了一个 方法，它自动地从一个图像序列中选择关键图像进行 比较。在校园中在各种条件下进行了 350 米的自主导 航，实验结果证实了该方法的可行性。图 19 表 3 参 15 0601017 具有柔性机构的轮式移动机器人的运动 [刊，日]/藤原浩幸，中野荣二，大久保宏树∥日本 日本ロボット学会誌.—2005，23(1).—95~103 讨论了新设计的可爬台阶的轮式机器人并进行了 具体的分析。该机构在前后轮之间有一个柔顺元件， 可以帮助轮子爬越高于其轮径的台阶。通过分析得出 了柔性元件的最优柔性，使轮子与台阶壁尽可能长地 接触。给出了一些仿真与实验结果，来证明该机构的 有效性。图 12 表 1 参 14 0601018 4R 与 5R 并联机构移动机器人[刊，日]/山 脇，辅森，小俣透∥日本日本ロボット学会誌.—2005， 23(2).—213~219 提出了一个自重构并联机器人，它可以配置成 4R 与 5R 闭式运动学链。将它安装在爬行机构上，提出 了一个并联机构移动机器人。这种组合式移动机器人 可以利用其并联机构获得移动之外的一些其它有用功 能，例如利用其形状来携载物体，通过控制重心与零 力矩点来越过凸起物。一般说来，爬行机器人要想越 过竖直凸起物，在凸起物的竖直方向上必须有摩擦力。 所提出的翻越凸起物的顺序不依赖于摩擦力。而且， 两台或多台此类机器人进行合作可以实现一些功能， 例如形成三维结构。利用两台机器人进行了验证，4R 机器人可以举起 5R 机器人，使其可以达到自身不能 达到的高度。分析了这种运动的静力学，以便评估 4R 机器人所必需的关节转矩。图 18 表 2 参 10 0601019 可以爬台阶的足—轮混合式小车 Zero Carrier 的开发[刊，日]/广濑茂男，袁建军，小沼洋介 ∥日本日本ロボット学会誌.—2005，23(3).—330~ 336 爬台阶的移动车的开发是爬台阶轮椅和/或检测 机器人的基础，目前需求迫切。现已提出了几种使用 爬行机、轮及足的小车，来实现稳定的爬台阶运动。 然而，传统车受限于其机动能力、安全性、机械尺寸 与重量。我们提出了一种新型爬台阶足—轮混合式小 车，称作“Zero Carrier”。Zero Carrier 由 8 个统一的 棱形关节足组成，其中 4 个安装了主动轮，另 4 个安 装了被动脚轮。Zero Carrier 可以设计得重量轻，功率 大。在做爬台阶运动时，它可以保持很大的稳定性， 完成无滑动转弯运动。然后，完成了 Zero Carrier 的驱 动机构、传感器及运动控制系统的设计，并利用机械 模型 Zero Carrier I 演示了它的运动。图 18 参 8 0601020 部分可观测环境中基于记忆的导航[刊，英] /Montesanto，A.，Tascini，G.，Puliti，P.∥Robotics and Autonomous Systems.—2006，54(1).—84~94 提出了一个体系结构，它可以通过非监督式强化 学习实现反应式视觉导航。这个目标是利用Q学习以 及该体系结构的递阶式方法实现的。这些技术与部分 可观测马尔可夫决策过程(POMDP)不同，而且需要做 一些创新，包括：用来推广经验并处理部分可观测性 的试探技术；Q函数的速度延期技术；能够在无监督 情况下学习复杂任务的专门的强化策略的定义。结果， 能够在仿真环境中对导航分配任务进行满意的学习。 图10表3参19 智能机器人 0601021 自主移动机器人系统的新研究方法：AIS [刊，中]/段清娟，王润孝，冯华山∥计算机工程与应 用.—2005，41(32).—65~67 多自主移动机器人系统(MAMRS)与免疫系统有 许多相似之处，将免疫识别效应和局部免疫网络 (LIN)机理引入到 MAMRS 中，以机器人所探测到的 周围环境作为抗原，将采取的反应行为看作抗体，而 在 LIN 之间相互作用通过机器人间的通讯实现，最终 在整个免疫系统内，决定机器人行为。通过仿真实验 证明该方法有效。 0601022 仿人机器人系统的研究与实现[刊，中]/钟 华，吴镇炜，卜春光∥仪器仪表学报.—2005，26(S1). —870~872 针对仿人机器人的结构和控制性能的要求，设计 开发了机器人的关节控制器，并利用 CAN 总线把各 个关节和力传感器及上位机连接在一起，构成了有效 可靠的分布式控制系统；利用无线局域网技术，实现 了语音、视频等多媒体信息的传输，构成了仿人机器 人完整的控制系统。最后提出了一些设想以提高系统 的性能。 0601023 iBotGuard：一种基于因特网的采用无变化 脸部识别法防范入侵者的智能机器人安保系统[刊，英] /Liu，J.N.K.，Wang，M.，Feng，B.∥IEEE Transactions on Systems，Man and Cybernetics Part C: Applications and Reviews.—2005，35(1).—97~105 采用安保机器人进行远程监视是智能机器人系统 的一个重要应用领域。在安全方面，一个基本要求是
要能自动检验进入安全区域或受限制区域的人员,向其进行控制。与手的这种运动相协调,机器人对身体 远处的安全人员发出警报,然后协助他们跟踪进入者。与腿进行控制,使手易于完成任务。它通过评估双臂 本文给出了一个基于因特网的安保机器人系统。该面的操作性、稳定区域方向以及移动方向来确定下一个 部识别法具有“不变的”识别特征,其中包括面部表落脚点。定义了一个评估函数,它由双臂操作性及机 示、观察视图、三维姿态、个体外观、照明变化与遮器人的静态稳定性组成,当新的双足支撑态优于当前 断结构。实验中使用的因特网连接方式为336-kbs的的支撑态时,机器人迈步。无论是在双足支撑态,还 调制解调器,成功地对一台移动机器人进行了远程控是在单足支撑态,机器人都利用支撑腿对身体姿态进 制,这证明基于流技术的方法能够大大提高机器人遥行控制,因此这个评估函数可能是最优的。在单足支 操作的敏感性。这种改进措施可以确保安全人员能够撑态,摆动腿移动到下一个落脚点。利用动态仿真器 以较低的成本有效地利用因特网对移动机器人进行远 OpenHRP对采用该方法的仿人机器人HRP1的各种 程控制,跟踪并辨识可能的进入人员。参27 运动进行了仿真。图12表2参38 0601024能够安全向后翻倒的与人等大的仿人机器0601027通过设计非线性动力学吸引子实现仿人机 人[刊,日]/藤原清司,金广文男,田秀司∥日本器人的运动形成[刊,日]/冈田昌史,大里健太,中村 日本口求”卜学会誌一2005,23(4)-427~434 仁彥∥计测自动制御学会论文集-2005,41(6 研究了一个可以使与人等大的仿人机器人安全地533~540 向后翻倒的方法。腿部的下蹲扩展运动减轻了跌倒的人类运动是通过身体与环境之间的交互产生的 冲击,而机器人的吸震部件可以将力保持在容许的范信息处理系统利用身体状态及环境的信号反馈定义了 围内。该机器人在跌倒后可以自己再站立起来。图11当前的运动。运动模式并不事先存在,而是作为信息 表3参13 处理、人体及环境的动力学的夹带现象的结果出现 0601025基于运动员骨盆旋转运动经力矩补偿实现本文基于动力学信息处理系统,提出了仿人机器人的 仿人机器人的高速行走[刊,日]/上田淳,白荣健司,运动形成系统设计方法,以便在考虑机器人身体动力 小田伸午∥日本日本口求卜学会誌一2005,23(4).学的吸引因子的情况下设计动态系统。从控制工程角 -457~465 度看,该方法所设计的控制器可以使机器人镇定到平 针对快速行走中的仿人机器人,提出了一个绕站衡轨迹。图15参8 立足的垂直轴进行动量补偿的方法。要想在行走过程 中利用手臂完成任务,机器人的上体部分,即手臂与 微型机器人 躯干,不能用于动量补偿,应专门用来完成任务。而0601028外场驱动无缆微机器人的仿生游动特性 且,对接触竞技类运动员的骨盆转动进行了实验观测 中]/张永顺,刘巍,贾振元∥机械工程学报: 考察了一种特殊的行走方式,称作躯干无扭动行走。2005,41(10)-51~56 将这些观察的结果与人的正常行走进行比较,观察了 研制了以 NdFeB为驱动器的仿生游动微型机器 骨盆相对于摆动腿的反相转动。在仿人机器人上实现人,其作业原理是通过改变时变振荡磁场的驱动频 了骨盆转动的这种反相特征。提出了一个确定人腰部媒介于嵌入机器人头部 NdFeB的磁机耦合作用,将时 转动以及摆动腿俯仰角的方法。这种行走法实现了完变振荡磁场能转换成机器人头部摆动的机械能,再带 整的行走运动,包括动量完全由下身来补偿。与不扭动铜薄膜尾鳍产生波动并与液体耦合产生推力。由于 动躯干或不摆动手臂的标准仿人机器人行走法相比, NdFeB为非接触式驱动,因此机器人的驱动不需要电 该行走法减小了站立足绕垂直轴的转矩。而且,还提缆。基于固定端摆动悬臂梁模型,建立了机器人尾鳍 高了行走轨迹的直线性以及快速行走过程中上体的稳受迫振动波动方程和基于仿生游动原理的推力计算模 定性。图20表2参21 型,以尾鳍波动的前三阶谐振模态为输入对其产生的 0601026可完成操作任务的仿人机器人的全身运动推力进行了计算,得出了尾鳍各阶谐振模态与推力的 生成[刊,日]/井上健司,西滨祐介,坂田幸太郎∥关系,试验验证了理论分析的正确性,表明无缆驱动 日本日本口求卜学会誌一2005,23(8)-%67~976控制仿生游动微型机器人的方案切实可行 为移动操作型仿人机器人提出了一个控制法。机0601029微操作并联机器人几何误差建模的参数误 器人自主地生成其全身运动并迈步,以提高手臂操作差转换法及误差敏感性分析[刊,中]/张建军,王晓慧 性能与机器人稳定性,并利用它的手完成各种操作任高峰∥机械工程学报-2005,41(10-39-43 务,从而实现稳定的、灵巧的操作。目标操作任务是 提出微操作并联机器人几何误差建模的参数误差 两手的期望轨迹,而且手上可能被施加外力。为了完转化法,建立正交结构6-PSS微操作并联机器人的几 成这种仼务,利用阻抗控制法始终沿手的期望轨迹对何误差模型,通过构造几何误差模型的 Lagrange条件
4 要能自动检验进入安全区域或受限制区域的人员，向 远处的安全人员发出警报，然后协助他们跟踪进入者。 本文给出了一个基于因特网的安保机器人系统。该面 部识别法具有“不变的”识别特征，其中包括面部表 示、观察视图、三维姿态、个体外观、照明变化与遮 断结构。实验中使用的因特网连接方式为 33.6-kb/s 的 调制解调器，成功地对一台移动机器人进行了远程控 制，这证明基于流技术的方法能够大大提高机器人遥 操作的敏感性。这种改进措施可以确保安全人员能够 以较低的成本有效地利用因特网对移动机器人进行远 程控制，跟踪并辨识可能的进入人员。参 27 0601024 能够安全向后翻倒的与人等大的仿人机器 人[刊，日]/藤原清司，金广文男，梶田秀司∥日本 日本ロボット学会誌.—2005，23(4).—427~434 研究了一个可以使与人等大的仿人机器人安全地 向后翻倒的方法。腿部的下蹲扩展运动减轻了跌倒的 冲击，而机器人的吸震部件可以将力保持在容许的范 围内。该机器人在跌倒后可以自己再站立起来。图 11 表 3 参 13 0601025 基于运动员骨盆旋转运动经力矩补偿实现 仿人机器人的高速行走[刊，日]/上田淳，白荣健司， 小田伸午∥日本日本ロボット学会誌.—2005，23(4). —457~465 针对快速行走中的仿人机器人，提出了一个绕站 立足的垂直轴进行动量补偿的方法。要想在行走过程 中利用手臂完成任务，机器人的上体部分，即手臂与 躯干，不能用于动量补偿，应专门用来完成任务。而 且，对接触竞技类运动员的骨盆转动进行了实验观测， 考察了一种特殊的行走方式，称作躯干无扭动行走。 将这些观察的结果与人的正常行走进行比较，观察了 骨盆相对于摆动腿的反相转动。在仿人机器人上实现 了骨盆转动的这种反相特征。提出了一个确定人腰部 转动以及摆动腿俯仰角的方法。这种行走法实现了完 整的行走运动，包括动量完全由下身来补偿。与不扭 动躯干或不摆动手臂的标准仿人机器人行走法相比， 该行走法减小了站立足绕垂直轴的转矩。而且，还提 高了行走轨迹的直线性以及快速行走过程中上体的稳 定性。图 20 表 2 参 21 0601026 可完成操作任务的仿人机器人的全身运动 生成[刊，日]/井上健司，西滨祐介，坂田幸太郎∥ 日本日本ロボット学会誌.—2005，23(8).—967~976 为移动操作型仿人机器人提出了一个控制法。机 器人自主地生成其全身运动并迈步，以提高手臂操作 性能与机器人稳定性，并利用它的手完成各种操作任 务，从而实现稳定的、灵巧的操作。目标操作任务是 两手的期望轨迹，而且手上可能被施加外力。为了完 成这种任务，利用阻抗控制法始终沿手的期望轨迹对 其进行控制。与手的这种运动相协调，机器人对身体 与腿进行控制，使手易于完成任务。它通过评估双臂 的操作性、稳定区域方向以及移动方向来确定下一个 落脚点。定义了一个评估函数，它由双臂操作性及机 器人的静态稳定性组成，当新的双足支撑态优于当前 的支撑态时，机器人迈步。无论是在双足支撑态，还 是在单足支撑态，机器人都利用支撑腿对身体姿态进 行控制，因此这个评估函数可能是最优的。在单足支 撑态，摆动腿移动到下一个落脚点。利用动态仿真器 OpenHRP 对采用该方法的仿人机器人 HRP-1 的各种 运动进行了仿真。图 12 表 2 参 38 0601027 通过设计非线性动力学吸引子实现仿人机 器人的运动形成[刊，日]/冈田昌史，大里健太，中村 仁彥∥计测自动制御学会论文集.—2005，41(6).— 533~540 人类运动是通过身体与环境之间的交互产生的。 信息处理系统利用身体状态及环境的信号反馈定义了 当前的运动。运动模式并不事先存在，而是作为信息 处理、人体及环境的动力学的夹带现象的结果出现。 本文基于动力学信息处理系统，提出了仿人机器人的 运动形成系统设计方法，以便在考虑机器人身体动力 学的吸引因子的情况下设计动态系统。从控制工程角 度看，该方法所设计的控制器可以使机器人镇定到平 衡轨迹。图 15 参 8 微型机器人 0601028 外场驱动无缆微机器人的仿生游动特性 [刊，中]/张永顺，刘巍，贾振元∥机械工程学报.— 2005，41(10).—51~56 研制了以 NdFeB 为驱动器的仿生游动微型机器 人，其作业原理是通过改变时变振荡磁场的驱动频率， 媒介于嵌入机器人头部 NdFeB 的磁机耦合作用，将时 变振荡磁场能转换成机器人头部摆动的机械能，再带 动铜薄膜尾鳍产生波动并与液体耦合产生推力。由于 NdFeB 为非接触式驱动，因此机器人的驱动不需要电 缆。基于固定端摆动悬臂梁模型，建立了机器人尾鳍 受迫振动波动方程和基于仿生游动原理的推力计算模 型，以尾鳍波动的前三阶谐振模态为输入对其产生的 推力进行了计算，得出了尾鳍各阶谐振模态与推力的 关系，试验验证了理论分析的正确性，表明无缆驱动 控制仿生游动微型机器人的方案切实可行。 0601029 微操作并联机器人几何误差建模的参数误 差转换法及误差敏感性分析[刊，中]/张建军，王晓慧， 高峰∥机械工程学报.—2005，41(10).—39~43 提出微操作并联机器人几何误差建模的参数误差 转化法，建立正交结构 6-PSS 微操作并联机器人的几 何误差模型，通过构造几何误差模型的 Lagrange 条件
极值方程,对误差进行敏感性分析,最后讨论了各类分割故障。本文给出了一种扩展式系统,它可以利用 参数误差在终端几何误差模型中的关联性。研究表明:光度不变性恢复分割故障。如果系统对分割结果不确 所提出的方法简单明了,行之有效。 定,则系统根据不变值采用适当的表达方式向用户发 0601030柔性宏一微机器人可补偿性分析[刊,中]/出询问。实验结果证实了该系统的有用性。参19 陈东海,张绪平,余跃庆∥机械制造-2005,43(9).0601034用来实现人一机器人交互的双向眼接触 ,J/Miyauchi, D, Nakamura, Kuno,Y.∥ 基于宏一微系统的工作原理,提出了实现宏一微 IEICE Transactions on Information and Systems 机器人补偿的几何条件,并对增大微机器人的补偿能2005,E88-D(11)-2509~2516 力提出了可补偿性指标,数值仿真验证了理论分析。 眼部接触是一种有效的控制人类交流的手段,例 0601031钕铁硼永磁体微型机器人转矩的分析[刊,如在交流开始时刻。似乎我们只需要看对方就可以实 ]/张永顺,张瑞侠∥机械制造一2005,43(⑧8)一现眼部接触。但仅仅这样做并不能建立眼部接触。双 22~24 方还需要知道被对方注视。本文提出了一个双向眼部 硏制了一种外磁场控制的永磁体式微型管内机器接触方法,用来满足人一机器人交流的这些条件。当 人,提出了基于等效磁荷法中的磁矩传递力矩对永磁人想与机器人交流时,他注视机器人。如果机器人发 体式微型机器人传递力矩进行了分析计算,建立了传现人在注视它,则回视人,并改变面部表情,让人知 递力矩的数学模型,这将对永磁体式微型机器人的理道它注意到了人的注视。当机器人想与特定的人交流 论研究与实际应用具有指导作用 时,它移动身体并面向人,然后改变面部表情,使人 0601032利用支持单细胞操作的机器人实现高产出注意到它的注视。给出了几个实验结果,以证明该方 的简易微注射[刊,英]/ Matsuoka,H, Komazaki,法的有效性。而且,还给出了一台机器人,它能够在 T, Mukai,Y.∥ Journal of biotechnology.-2005,与人进行眼部接触后识别手势,这证明了眼部接触作 116(2)-185~194 为一种交流控制手段的有效性。参13 单细胞操作支持机器人(SMSR)是针对高产出简0601035人一机器人交互的实时安全性[刊,英]/ 易微注射开发的。其概念是支持微注射的相关工作 Kulic, D, Croft, E.A. //Robotics and Autonomous Sys- 让实验者只关注微注射本身。SMSR被应用于稻谷原tems-2005,54(1)一1~12 生质以及鼠胚胎干(ES)细胞的微注射。这些细胞的微 提出了一个在人一机器人交互过程中实时确保安 注射比纤维原细胞等普通动物细胞的微注射更困难。全性的策略。根据人与机器人间可能发生的碰撞所产 对于稻谷原生质,100个细胞的无停顿微注射可以在1生的冲击力的影响因子,显式计算了交互过程中的危 小时内完成,与没有使用机器人时相比,快了17倍。险度。然后,当这个危险度指数超过预先指定的阈值 成功率为7~8%,与没有使用机器人时相当。这些结果时,利用该指数作为实时轨迹生成法的输入。阐述了 表明,SMSR是一种有用的机器,可实现活体细胞中这个危险度指数,以便在周围存在多个障碍物的情况 特定基因与蛋白质的微注射,以分析它们各自的功能,下产生可证明稳定的、快速的响应。针对关节式多自 这在后基因时代是一项迫切而重要的课题。参28 由度机器人,开发了一个使危险度指数最小化的运动 人一机人系统 策略。仿真与实验证明了该方法的有效性。图16表1 参34 0601033助手机器人采用光度不变性的交互式物体0601036单主多从远程微操作系统中的人一机器人 识别系统[刊,英] Hossain,MA, Kurnia,R,共享控制[会,英]/ Hwang,G, Szemes,pT,Ando, Nakamura, A //IEICE Transactions on Information and N // Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Systems-2005,E88D(11)-2500-2508 Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol 正在开发一种助手机器人,用户可以通过语音发1)一301~306 出命令,让机器人完成任务。机器人需要一个视觉系 采用先进的远程微操作方法基于共享控制框架正 统来识别命令中出现的物体。然而,在各种条件下都在开发单主多从远程微操作系统。单主( PHANTOM触 能工作的视觉系统是很难实现的。因此,我们选择让觉装置)与多从(六自由度并联操作器)构形会产生映 用户通过语音对其进行辅助。当视觉系统不能完成任射问题,这对于某些协作操作而言可能很严重。在单 务时,机器人向用户发出声音,用户的自然反应会为主双从环境中采用位置/力虚拟映射方法在抓握任务 机器人视觉系统提供有用的信息。我们以前的系统假中实现了人一机器人共享式内力控制框架。拾放实验 定可以无误地分割图像。然而,如果对象被遮蔽或对证明,这个共享控制框架在单主多从远程微操作系统 象的各部分由多种颜色组成,那么不可避免地会出现中改进了内力调节。参9
5 极值方程，对误差进行敏感性分析，最后讨论了各类 参数误差在终端几何误差模型中的关联性。研究表明: 所提出的方法简单明了，行之有效。 0601030 柔性宏—微机器人可补偿性分析[刊，中]/ 陈东海，张绪平，余跃庆∥机械制造.—2005，43(9). —29~31 基于宏—微系统的工作原理，提出了实现宏—微 机器人补偿的几何条件，并对增大微机器人的补偿能 力提出了可补偿性指标，数值仿真验证了理论分析。 0601031 钕铁硼永磁体微型机器人转矩的分析[刊， 中]/张永顺，张瑞侠∥机械制造.—2005，43(8).— 22~24 研制了一种外磁场控制的永磁体式微型管内机器 人，提出了基于等效磁荷法中的磁矩传递力矩对永磁 体式微型机器人传递力矩进行了分析计算，建立了传 递力矩的数学模型，这将对永磁体式微型机器人的理 论研究与实际应用具有指导作用。 0601032 利用支持单细胞操作的机器人实现高产出 的简易微注射[刊，英]/Matsuoka，H.，Komazaki， T.，Mukai，Y.∥Journal of Biotechnology.—2005， 116(2).—185~194 单细胞操作支持机器人(SMSR)是针对高产出简 易微注射开发的。其概念是支持微注射的相关工作， 让实验者只关注微注射本身。SMSR被应用于稻谷原 生质以及鼠胚胎干(ES)细胞的微注射。这些细胞的微 注射比纤维原细胞等普通动物细胞的微注射更困难。 对于稻谷原生质，100个细胞的无停顿微注射可以在1 小时内完成，与没有使用机器人时相比，快了17倍。 成功率为7~8%，与没有使用机器人时相当。这些结果 表明，SMSR是一种有用的机器，可实现活体细胞中 特定基因与蛋白质的微注射，以分析它们各自的功能， 这在后基因时代是一项迫切而重要的课题。参28 人—机器人系统 0601033 助手机器人采用光度不变性的交互式物体 识别系统[刊，英]/Hossain，M.A.，Kurnia，R.， Nakamura，A.∥IEICE Transactions on Information and Systems.—2005，E88-D(11).—2500~2508 正在开发一种助手机器人，用户可以通过语音发 出命令，让机器人完成任务。机器人需要一个视觉系 统来识别命令中出现的物体。然而，在各种条件下都 能工作的视觉系统是很难实现的。因此，我们选择让 用户通过语音对其进行辅助。当视觉系统不能完成任 务时，机器人向用户发出声音，用户的自然反应会为 机器人视觉系统提供有用的信息。我们以前的系统假 定可以无误地分割图像。然而，如果对象被遮蔽或对 象的各部分由多种颜色组成，那么不可避免地会出现 分割故障。本文给出了一种扩展式系统，它可以利用 光度不变性恢复分割故障。如果系统对分割结果不确 定，则系统根据不变值采用适当的表达方式向用户发 出询问。实验结果证实了该系统的有用性。参19 0601034 用来实现人—机器人交互的双向眼接触 [刊，英]/Miyauchi，D.，Nakamura，A.，Kuno，Y.∥ IEICE Transactions on Information and Systems.— 2005，E88-D(11).—2509~2516 眼部接触是一种有效的控制人类交流的手段，例 如在交流开始时刻。似乎我们只需要看对方就可以实 现眼部接触。但仅仅这样做并不能建立眼部接触。双 方还需要知道被对方注视。本文提出了一个双向眼部 接触方法，用来满足人—机器人交流的这些条件。当 人想与机器人交流时，他注视机器人。如果机器人发 现人在注视它，则回视人，并改变面部表情，让人知 道它注意到了人的注视。当机器人想与特定的人交流 时，它移动身体并面向人，然后改变面部表情，使人 注意到它的注视。给出了几个实验结果，以证明该方 法的有效性。而且，还给出了一台机器人，它能够在 与人进行眼部接触后识别手势，这证明了眼部接触作 为一种交流控制手段的有效性。参13 0601035 人—机器人交互的实时安全性[刊，英]/ Kulić，D.，Croft，E.A.∥Robotics and Autonomous Systems.—2005，54(1).—1~12 提出了一个在人—机器人交互过程中实时确保安 全性的策略。根据人与机器人间可能发生的碰撞所产 生的冲击力的影响因子，显式计算了交互过程中的危 险度。然后，当这个危险度指数超过预先指定的阈值 时，利用该指数作为实时轨迹生成法的输入。阐述了 这个危险度指数，以便在周围存在多个障碍物的情况 下产生可证明稳定的、快速的响应。针对关节式多自 由度机器人，开发了一个使危险度指数最小化的运动 策略。仿真与实验证明了该方法的有效性。图16表1 参34 0601036 单主多从远程微操作系统中的人—机器人 共享控制[会，英]/Hwang，G.，Szemes，P.T.，Ando， N.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol. 1).—301~306 采用先进的远程微操作方法基于共享控制框架正 在开发单主多从远程微操作系统。单主(PHANToM 触 觉装置)与多从(六自由度并联操作器)构形会产生映 射问题，这对于某些协作操作而言可能很严重。在单 主双从环境中采用位置/力虚拟映射方法在抓握任务 中实现了人—机器人共享式内力控制框架。拾放实验 证明，这个共享控制框架在单主多从远程微操作系统 中改进了内力调节。参 9
0601037采用手势指令的人与操作器的协同工作系 um on Intelligent Control and13 sth mediterranean Con 统[刊,日]/河原崎德之,保谷一郎,西原主计∥日本 ference on Control and Automation(vol.1)-3640 日本口求”卜学会誌-2005,236)-761~766 对于一组共同完成一项任务的机器人(多智能 提出了一个采用手势指令的人与操作器的协同工体),各机器人应根据任务环境的变化发挥特定的作 作系统。该系统的目标是操作器根据人的手势指令在用。机器人足球是个典型实例,其中一组移动机器人 同一工作空间中与人一同工作。我们的协同工作系统完成踢足球行为。传统上,机器人的作用是根据目标 由操作器、PC机及三目立体视觉硬件组成。由于该系由机器人姿态的闭式函数确定的,目标通常不能精确 统需要识别手在三维工作空间中的位置与姿势,因此描述实际的情况。本文将机器人作用分配问题转化为 采用了三目立体视觉硬件。手与对象的三维位置是利模式分类问题。进化分类函数(ECF)是一种特殊的进 用距离图像得到的,并基于手的长度与宽度来识别手化连接主义系统(ECOS),利用它根据机器人系统搜 势。我们提出的方法将手部面积分解为两块,以便快集的数据实时地辨识机器人的适当作用。建立了软件 速地识别手势。利用实验结果说明了该系统的有效性。与硬件平台来搜集数据,学习并验证该方法。通过实 图13参16 验研究检验了该方法的有效性。参13 0601038与人通讯的仿人机器人的嵌入式协作行为 [刊,日]/神田崇行,镰岛正幸,今井伦太∥日本日 三机器人学的基本理论与方法 本口求卜学会誌一2005,23(7)-898909 报告了仿人机器人方面的一些成果,机器人在路 机器人运动学与动力学 线引导情况下有效地利用身体性质做出听人说话的样0601041新型蛇形机器人蜿蜒运动的动力学分析 子。人向机器人示教一条路线,机器人利用时间与空[刊,中]/叶长龙,马书根,李斌∥机器人-2005 间协作行为表示它正在听人说话,就像它是人的听众276)-555560 样。该机器人由许多通讯单元组成,还包含选择适 为提高蛇形机器人执行各种运动的能力,研制了 当单元的规则。通讯单元实现特定的协作行为,例如新型蛇形机器人系统。重点研究了该蛇形机器人的动 眼部接触与点头。选择通讯单元的规则是通过WOZ力学。建立了机器人的运动学模型,并根据运动学模 实验搜索的。做了一项实验,来检验所开发的行为的型提出了控制蛇形机器人蜿蜒运动的复合运动控制方 有效性。结果,具有协作行为的机器人得到了更好的法。用拉格朗日方法建立动力学模型,对不同参数下 客观评价,它与人类听众非常相似。具体的分析表明,蛇形机器人的关节力矩特性和摩擦力特性进行了分析 这种较好的评价主要是由于身体运动以及发言产生比较,为蛇形机器人的有效运动提供了理论依据。 的。另一方面,人对机器人的发言受机器人的发言的0601042具有冗余度的三分支空间机器人逆运动学 促进,但不受身体运动的影响。图12表7参23 分析[刊,中]/叶平,孙汉旭∥机械工程学报一2005, 0601039人一机器人交互的实时安全性[刊,英]/41(11)-58-62,69 Kulic, D, Croft, E.A. //Robotics and Al 为了给运动学优化、动力学优化与容错控制提供 tems-2006,54(1)-1~12 理论基础,利用旋量理论对具有冗余度的三分支空间 提出了一个在人一机器人交互过程中实时确保安机器人进行了逆运动学分析,并建立了统一的逆运动 全性的策略。根据人与机器人间可能发生的碰撞所产学模型。对于各分支具有球腕的三分支空间机器人, 生的冲击力的影响因子,显式计算了交互过程中的危基于腕关节的封闭解,给出了简化的逆运动学模型。 险度。然后,当这个危险度指数超过预先指定的阈值最后以每个分支有5个旋转关节的三分支空间机器人 时,利用该指数作为实时轨迹生成法的输入。阐述了为例进行了计算机仿真,仿真结果证实了所提逆运动 这个危险度指数,以便在周围存在多个障碍物的情况学模型的正确性。 下产生可证明稳定的、快速的响应。针对关节式多自0601043基于几何非线性方法的大行程柔性并联机 由度机器人,开发了一个使危险度指数最小化的运动器人位置解[刊,中]/孙立宁,董为,杜志江∥机械工 策略。仿真与实验证明了该方法的有效性。图16表1程学报-2005,41(10)-71~74 参34 提出了一种厘米级行程、微米级精度的柔性 6-PSS并联机器人,该机器人的被动关节采用了大行 其他 程柔性铰链。首先,提出了大行程柔性铰链的概念并 0601040基于连接主义系统的足球机器人角色分配建立了其刚度矩阵;通过组集支链刚度矩阵以及建立 的进化[会,英]/ Huang,L,Song,Q, Kasabov,适当的协调方程,得到基于刚度矩阵的柔性并联结构 N.∥ Proceedings of the2005 IEEE International Sympo-的位置解模型;由于模型中几何非线性问题的存在
6 0601037 采用手势指令的人与操作器的协同工作系 统[刊，日]/河原崎德之，保谷一郎，西原主计∥日本 日本ロボット学会誌.—2005，23(6).—761~766 提出了一个采用手势指令的人与操作器的协同工 作系统。该系统的目标是操作器根据人的手势指令在 同一工作空间中与人一同工作。我们的协同工作系统 由操作器、PC 机及三目立体视觉硬件组成。由于该系 统需要识别手在三维工作空间中的位置与姿势，因此 采用了三目立体视觉硬件。手与对象的三维位置是利 用距离图像得到的，并基于手的长度与宽度来识别手 势。我们提出的方法将手部面积分解为两块，以便快 速地识别手势。利用实验结果说明了该系统的有效性。 图 13 参 16 0601038 与人通讯的仿人机器人的嵌入式协作行为 [刊，日]/神田崇行，镰岛正幸，今井伦太∥日本日 本ロボット学会誌.—2005，23(7).—898~909 报告了仿人机器人方面的一些成果，机器人在路 线引导情况下有效地利用身体性质做出听人说话的样 子。人向机器人示教一条路线，机器人利用时间与空 间协作行为表示它正在听人说话，就像它是人的听众 一样。该机器人由许多通讯单元组成，还包含选择适 当单元的规则。通讯单元实现特定的协作行为，例如 眼部接触与点头。选择通讯单元的规则是通过 WOZ 实验搜索的。做了一项实验，来检验所开发的行为的 有效性。结果，具有协作行为的机器人得到了更好的 客观评价，它与人类听众非常相似。具体的分析表明， 这种较好的评价主要是由于身体运动以及发言产生 的。另一方面，人对机器人的发言受机器人的发言的 促进，但不受身体运动的影响。图 12 表 7 参 23 0601039 人—机器人交互的实时安全性[刊，英]/ Kulić，D.，Croft，E.A.∥Robotics and Autonomous Systems.—2006，54(1).—1~12 提出了一个在人—机器人交互过程中实时确保安 全性的策略。根据人与机器人间可能发生的碰撞所产 生的冲击力的影响因子，显式计算了交互过程中的危 险度。然后，当这个危险度指数超过预先指定的阈值 时，利用该指数作为实时轨迹生成法的输入。阐述了 这个危险度指数，以便在周围存在多个障碍物的情况 下产生可证明稳定的、快速的响应。针对关节式多自 由度机器人，开发了一个使危险度指数最小化的运动 策略。仿真与实验证明了该方法的有效性。图16表1 参34 其他 0601040 基于连接主义系统的足球机器人角色分配 的进化[会，英]/Huang，L.，Song，Q.，Kasabov， N.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Sympoum on Intelligent Control and 13th Mediterranean Conference on Control and Automation(vol.1).—36~40 对于一组共同完成一项任务的机器人(多智能 体)，各机器人应根据任务环境的变化发挥特定的作 用。机器人足球是个典型实例，其中一组移动机器人 完成踢足球行为。传统上，机器人的作用是根据目标 由机器人姿态的闭式函数确定的，目标通常不能精确 描述实际的情况。本文将机器人作用分配问题转化为 模式分类问题。进化分类函数(ECF)是一种特殊的进 化连接主义系统(ECOS)，利用它根据机器人系统搜 集的数据实时地辨识机器人的适当作用。建立了软件 与硬件平台来搜集数据，学习并验证该方法。通过实 验研究检验了该方法的有效性。参 13 三 机器人学的基本理论与方法 机器人运动学与动力学 0601041 新型蛇形机器人蜿蜒运动的动力学分析 [刊，中]/叶长龙，马书根，李斌∥机器人.—2005， 27(6).—555~560 为提高蛇形机器人执行各种运动的能力，研制了 新型蛇形机器人系统。重点研究了该蛇形机器人的动 力学。建立了机器人的运动学模型，并根据运动学模 型提出了控制蛇形机器人蜿蜒运动的复合运动控制方 法。用拉格朗日方法建立动力学模型，对不同参数下 蛇形机器人的关节力矩特性和摩擦力特性进行了分析 比较，为蛇形机器人的有效运动提供了理论依据。 0601042 具有冗余度的三分支空间机器人逆运动学 分析[刊，中]/叶平，孙汉旭∥机械工程学报.—2005， 41(11).—58~62,69 为了给运动学优化、动力学优化与容错控制提供 理论基础，利用旋量理论对具有冗余度的三分支空间 机器人进行了逆运动学分析，并建立了统一的逆运动 学模型。对于各分支具有球腕的三分支空间机器人， 基于腕关节的封闭解，给出了简化的逆运动学模型。 最后以每个分支有 5 个旋转关节的三分支空间机器人 为例进行了计算机仿真，仿真结果证实了所提逆运动 学模型的正确性。 0601043 基于几何非线性方法的大行程柔性并联机 器人位置解[刊，中]/孙立宁，董为，杜志江∥机械工 程学报.—2005，41(10).—71~74 提出了一种厘米级行程、微米级精度的柔性 6-PSS 并联机器人，该机器人的被动关节采用了大行 程柔性铰链。首先，提出了大行程柔性铰链的概念并 建立了其刚度矩阵；通过组集支链刚度矩阵以及建立 适当的协调方程，得到基于刚度矩阵的柔性并联结构 的位置解模型；由于模型中几何非线性问题的存在
在求解位置反解时,采用了修改的拉格朗日列式法;在返回图上,该图为X与Xn构成的图。该图中的特 最后,给出了基于增量法解答的位置解算例 征轨迹能够表示时间序列的规则性。相关积分与李亚 0601044一种6自由度冗余驱动并联机器人运动学普诺夫指数分析还表现出了确定性混沌性质,具有分 分析及仿真[刊,中]/张彦斐,宫金良,李为民∥机械数维度与正李亚普诺夫指数。分析了采用3种不同的神 工程学报-2005,41(8)-144~148 经控制器的机器人所取得的传感数据,结果表明,在 提出一种采用自均力驱动模块构造冗余驱动并联自主机器人的行动中,传感信息流受确定性规则的支 机器人的新方法,根据这种方法构造了一种具有10配,这个模式对各控制器是唯一的。而且,在各种环 个输入的6自由度冗余驱动并联机器人。对此机器人境下进行的分析表明,在自主行为过程中,在返回图 的运动反解进行了分析,得到了唯一的显式表达。最上发生了从一条轨迹到另一条轨迹的切换。在各种条 后用自行研发的六维鼠标对这种机器人进行了运动仿件下计算出的分数维度与李亚普诺夫维度表明,这些 真,验证了反解的正确性 维度可以用来量化自主行为的复杂度以及任务的相对 0601045一种串联机械臂通用位置逆解方法研究难度。还在不同的进化阶段进行了分析,结果表明 刊,中]/宁柯军,杨汝清∥机械科学与技术—2005,行为性能与分数维度相关。这些研究都采用了微型移 24(9)-1066~1068,1099 动机器人,可以实现实验条件的理想化。研究结果证 提出一种实用的机械臂位置逆解在线计算方法,实,这种复杂的分析可用于自主系统及自主行为的评 对冗余及非冗余串联型机械臂问题均有效。它的建立估与优化。参51 过程规范且简单,很容易用于机械臂的嵌λ式控制器θ601049τAU并联机器人的运动学分析与误差建模 实现。以此为基础,我们又开发了基于ARM7处理器 [刊,英]/Cui,H-L,Zhu,ZQ.,Gan,Z.X.,∥ Robotics 的机械臂模型HN-8以检验这个方法。文中列出部分 and Computer-Integrated Manufacturing-2005,21(6) 实验数据及对比结果,对基于这种方法进行机械臂控-497~505 制实验具有指导意义。 TAU机器人是三自由度并联机器人的一种新构 0601046一种新型四自由度并联机构的运动学分析形。与串联机器人相比,这种机器人构形很适于在较 刊,中]/黄秀琴,沈惠平,朱小蓉∥机械设计-2005,大工作范围内完成高精度、高刚度的任务。它兼有并 22(10)-41~44 联机器人与串联机器人二者的优点。本文针对该机器 对一种新型的四滑块驱动的二平移二转动并联机人,基于雅可比矩阵法,利用所有考虑到的误差进行 构,进行了结构学分析,包括其自由度计算及输出运了运动学建模与误差建模。同时,介绍了一个极有效 动类型分析;给出了位置分析的正、逆解,用一维搜的雅可比近似法,用来计算正运动学问题,而没有采 索法求解了其数值位置正解,还对该机构的工作空间用牛顿一拉斐逊法。它可以得到一个闭式解,而不是 进行了分析。该机构可作为虚轴坐标测量机、并联机数值解。我们利用一个全尺寸雅可比矩阵进行误差分 床及其他运动平台的可选机型,为该并联机器人机构析、误差预算、模型参数估算与辨识。仿真结果表明, 的误差分析、动力学分析计算及工业应用奠定了基础。雅可比矩阵与雅可比近似法都是正确的,精度达微米 0601047可重构单体机器人动力学分析与控制[刊,级。利用 ADAMS仿真结果验证了所建立的模型。参 中]/贺鑫元,马书根,李斌∥中国机械工程-2005,21 16(21)-1889~1894 0601050家务机器人助手的运动学与控制[刊,英]/ 给出了可重构机器人在移动过程中的动力学模 Marrone,F, Raimondi,FM∥ WSEAS Transactions on 型,并提出了相应两种控制方法,即构形调整法和状 Circuits and Systems-2005,4(4)-224-233 态调整法。通过仿真试验得到,构形调整法能够在不 针对一种为清洁任务设计的新型移动服务机器 影响状态的情况下,同时满足机器人运动稳定性和越人,提出了它的柔顺控制器及运动学建模法。过去几 障性的要求,增强了机器人运动的鲁棒性 年,应用于家庭环境的机器人系统正在呈指数增长 0601048基于行为的微型移动机器人的混沌动力学:因此令机器与人尽可能自然地交互非常重要。本文重 环境及控制结构的影响[刊,英]/ Monirul islam,M,点有两点。第一,给出机器人的正运动学,以便引入 Murase,K,∥ Neural Networks.-2005,18(2)-123~逆运动学问题的闭式解。第二,将闭式解应用于力/ 14 位置混合控制算法的设计中。这个控制律最重要的改 为了研究自主行为的规则性与复杂性,将自主式进在于柔性及简单性。该控制器所完成的柔顺运动使 移动机器人在各种条件下取得的传感器信息流作为 机器人可以与环境、与用户进行交互,从而易于由非 个复杂系统进行分析。传感器信息时间序列X是由 专家用户使用。桌面清洁与指路就是这样的任务,这 台微型移动机器人在自由导航过程中搜集的,并绘制些任务将由机器人完成,通过实验方式检验本文的结
7 在求解位置反解时，采用了修改的拉格朗日列式法； 最后，给出了基于增量法解答的位置解算例。 0601044 一种 6 自由度冗余驱动并联机器人运动学 分析及仿真[刊，中]/张彦斐，宫金良，李为民∥机械 工程学报.—2005，41(8).—144~148 提出一种采用自均力驱动模块构造冗余驱动并联 机器人的新方法，根据这种方法构造了一种具有 10 个输入的 6 自由度冗余驱动并联机器人。对此机器人 的运动反解进行了分析，得到了唯一的显式表达。最 后用自行研发的六维鼠标对这种机器人进行了运动仿 真，验证了反解的正确性。 0601045 一种串联机械臂通用位置逆解方法研究 [刊，中]/宁柯军，杨汝清∥机械科学与技术.—2005， 24(9).—1066~1068,1099 提出一种实用的机械臂位置逆解在线计算方法， 对冗余及非冗余串联型机械臂问题均有效。它的建立 过程规范且简单，很容易用于机械臂的嵌入式控制器 实现。以此为基础，我们又开发了基于 ARM7 处理器 的机械臂模型 HN-8 以检验这个方法。文中列出部分 实验数据及对比结果，对基于这种方法进行机械臂控 制实验具有指导意义。 0601046 一种新型四自由度并联机构的运动学分析 [刊，中]/黄秀琴，沈惠平，朱小蓉∥机械设计.—2005， 22(10).—41~44 对一种新型的四滑块驱动的二平移二转动并联机 构，进行了结构学分析，包括其自由度计算及输出运 动类型分析；给出了位置分析的正、逆解，用一维搜 索法求解了其数值位置正解，还对该机构的工作空间 进行了分析。该机构可作为虚轴坐标测量机、并联机 床及其他运动平台的可选机型，为该并联机器人机构 的误差分析、动力学分析计算及工业应用奠定了基础。 0601047 可重构单体机器人动力学分析与控制[刊， 中]/贺鑫元，马书根，李斌∥中国机械工程.—2005， 16(21).—1889~1894 给出了可重构机器人在移动过程中的动力学模 型，并提出了相应两种控制方法，即构形调整法和状 态调整法。通过仿真试验得到，构形调整法能够在不 影响状态的情况下，同时满足机器人运动稳定性和越 障性的要求，增强了机器人运动的鲁棒性。 0601048 基于行为的微型移动机器人的混沌动力学： 环境及控制结构的影响[刊，英]/Monirul Islam，M.， Murase，K.∥Neural Networks.—2005，18(2).—123~ 144 为了研究自主行为的规则性与复杂性，将自主式 移动机器人在各种条件下取得的传感器信息流作为一 个复杂系统进行分析。传感器信息时间序列Xn是由一 台微型移动机器人在自由导航过程中搜集的，并绘制 在返回图上，该图为Xn+τ与Xn构成的图。该图中的特 征轨迹能够表示时间序列的规则性。相关积分与李亚 普诺夫指数分析还表现出了确定性混沌性质，具有分 数维度与正李亚普诺夫指数。分析了采用3种不同的神 经控制器的机器人所取得的传感数据，结果表明，在 自主机器人的行动中，传感信息流受确定性规则的支 配，这个模式对各控制器是唯一的。而且，在各种环 境下进行的分析表明，在自主行为过程中，在返回图 上发生了从一条轨迹到另一条轨迹的切换。在各种条 件下计算出的分数维度与李亚普诺夫维度表明，这些 维度可以用来量化自主行为的复杂度以及任务的相对 难度。还在不同的进化阶段进行了分析，结果表明， 行为性能与分数维度相关。这些研究都采用了微型移 动机器人，可以实现实验条件的理想化。研究结果证 实，这种复杂的分析可用于自主系统及自主行为的评 估与优化。参51 0601049 TAU并联机器人的运动学分析与误差建模 [刊，英]/Cui，H.-L.，Zhu，Z.Q.，Gan，Z.X.∥Robotics and Computer-Integrated Manufacturing.—2005，21(6). —497~505 TAU机器人是三自由度并联机器人的一种新构 形。与串联机器人相比，这种机器人构形很适于在较 大工作范围内完成高精度、高刚度的任务。它兼有并 联机器人与串联机器人二者的优点。本文针对该机器 人，基于雅可比矩阵法，利用所有考虑到的误差进行 了运动学建模与误差建模。同时，介绍了一个极有效 的雅可比近似法，用来计算正运动学问题，而没有采 用牛顿—拉斐逊法。它可以得到一个闭式解，而不是 数值解。我们利用一个全尺寸雅可比矩阵进行误差分 析、误差预算、模型参数估算与辨识。仿真结果表明， 雅可比矩阵与雅可比近似法都是正确的，精度达微米 级。利用ADAMS仿真结果验证了所建立的模型。参 21 0601050 家务机器人助手的运动学与控制[刊，英]/ Marrone，F.，Raimondi，F.M.∥WSEAS Transactions on Circuits and Systems.—2005，4(4).—224~233 针对一种为清洁任务设计的新型移动服务机器 人，提出了它的柔顺控制器及运动学建模法。过去几 年，应用于家庭环境的机器人系统正在呈指数增长， 因此令机器与人尽可能自然地交互非常重要。本文重 点有两点。第一，给出机器人的正运动学，以便引入 逆运动学问题的闭式解。第二，将闭式解应用于力/ 位置混合控制算法的设计中。这个控制律最重要的改 进在于柔性及简单性。该控制器所完成的柔顺运动使 机器人可以与环境、与用户进行交互，从而易于由非 专家用户使用。桌面清洁与指路就是这样的任务，这 些任务将由机器人完成，通过实验方式检验本文的结
值解对约束的不满足作为反馈,给出误差反馈控制方 0601051利用ANFS辨识2R机器人的动力学参数法,来减小数值积分带来的误差,保证算法收敛。针 [会,英]/ Bagheri,A, Zadeh,NN,Haaj,M∥Po-对仿生腿侧进行了动力学仿真计算,比较了带和不带 ceedings of the2005 IEEE International Conference on误差反馈数值积分算法解对约束的满足程度以及正逆 Mechatronics and Automation. -505-509 解的一致性程度。仿真表明建模方法可行且误差反馈 计算力矩法是多数高级控制法中都使用的一种最控制数值积分可减小数值积分误差,防止误差积累。 的过程。该方法适用于逆动力学。它计算作用于0601055有限元方法在Rcc柔顺手腕设计中的应用 动态系统的力矩与力,来考察期望的路径。该方法假[刊,中]/洪鹰,李基沛∥机床与液压.-2005,(9) 设动态模型是精确辨识的。这就是研究人员尝试辨识-167~169 机器人动力学参数的原因。所研究的模型是具有直接 在考虑RCC柔顺手腕的非线性因素的条件下, 驱动器的平面2R机器人。在不同的辨识方法内,采以现代的计算机辅助工程软件 ANSYS为工具,探讨 用一个ANFS模型来辨识机器人的动力学参数。我们和研究了有限元方法在RCC手腕变形仿真、刚度计 利用遗传算法来优化ANFS模型的输入变量的隶属算中的应用。 函数,利用SVD来求解ANFS模型的线性方程组。0601056应用螺旋理论对并联机器人形位的分析与 参8 综合[刊,中]/朱大昌,方跃法∥机器人-2005,27(6) 机器人设计理论与方法 539~544 采用螺旋理论对并联机器人的约束与运动问题进 0601052用于姿态调节的并联机器人设计方法[刊,行了分析和总结。在各种约束存在条件下,分析了刚 中]/郭盛,方跃法∥兵工学报-2005,26(5)一体平台相应的运动轨迹形式,为今后对多刚体的形位 656-660 分析提供了可行的理论依据 提出一种基于反螺旋理论的设计,给出了用于调0601057基于双超越离合器的合作机器人建模及仿 节姿态的具有3个转动自由度的并联机器人的设计方真[刊,中]/董玉红,张立勋∥机械工程学报一2005, 法。分析了产生平台奇异时3条支链的反螺旋的线性41(10)-159~163,169 关系。结合这一分析,利用3条支链对平台所提供的 根据合作机器人( Cobot)与人合作的特点,建立了 特殊约束,彻底避免平台奇异现象。得出设计这一类基于双超越离合器的不完全约束关节机构模型和控制 结构的运动副组成类型和空间放置原则。最后,用这模型,并对其特性进行了仿真分析。在此基础上建立 方法设计几个新的机构作为范例。 了 Cobot轨迹控制的模型和仿真模型,对 Cobot跟踪 0601053基于螺旋理论三自由度并联机器人型综合期望轨迹进行了仿真研究。仿真结果表明, Cobot能 新方法[刊,中]/罗继曼,蔡光起,杨斌久∥东北大学够跟踪期望轨迹,具有被动的约束特性,能够实现与 学报(自然科学版)-2005,26(10)-994997 人合作。这种 Cobot可以应用在物料搬运和零件的装 基于螺旋理论,从并联机构运动链分类的角度,配等需要人机合作的场合。 提出用约束添加法对三自由度并联机构进行型综合,0601058螺旋系在不同空间下的相关性[刊,中]/李 让主动链控制所需的自由度,而从动链约束不需要的仕华,黄真∥机械工程学报-2005,41(10)-44-50 自由度;提出了相应主动链和从动链各种类型,并对 在利用螺旋理论研究某些机构学问题时,螺旋系 约束链作了较详细的分类,通过不同组合可得到不同相关性的判别是关键问题。采用线性代数理论讨论了 性能的新构型。最后通过实例进一步阐明这一方法 在3力3偶、4力2偶及5力1偶的情况下螺旋系的 该方法使型综合步骤更简洁,只要选择与自由度数相相关性。将螺旋系中的螺旋组合成矩阵,通过判别矩 同个数的主动链,并合理选择约束链就可以组合出新阵的秩,来确定螺旋系的相关性,给出了相关性的判 的并联机器人 据,并列出了在不同的几何条件下的相关性列表。研 0601054含闭链异构双腿行走机器人动力学建模与究对并联机器人自由度的确定、主动输入选择等运动 求解[刊,中]/王斌锐,谢华龙,高成∥东北大学学报学问题均有重要的意义。 (自然科学版)-2005,26(9)-832-835 0601059基于图论的可重构机器人构型综合[刊, 建立了简化的9连杆异构双腿行走机器人模型并中/于海波,于靖军,毕树生∥机械工程学报-2005 给出了机构中存在的封闭链约束方程。采用带约束的41(8)-7983 多体系统拉格朗日方程建立了系统的动力学模型。对 提出了一种简单而有效的可重构机器人构型综合 约束求导,给微分一代数混合的动力学方程添加扩展方法,应用的理论基础是图论。为此,首先将可重构 方程,采用预估—校正数值积分方法进行求解。将数机器人的各模块抽象为积木块,这样,可重构机器人
8 果。参14 0601051 利用 ANFIS 辨识 2R 机器人的动力学参数 [会，英]/Bagheri，A.，Zadeh，N.N.，Haraj，M.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.—505~509 计算力矩法是多数高级控制法中都使用的一种最 重要的过程。该方法适用于逆动力学。它计算作用于 动态系统的力矩与力，来考察期望的路径。该方法假 设动态模型是精确辨识的。这就是研究人员尝试辨识 机器人动力学参数的原因。所研究的模型是具有直接 驱动器的平面 2R 机器人。在不同的辨识方法内，采 用一个 ANFIS 模型来辨识机器人的动力学参数。我们 利用遗传算法来优化 ANFIS 模型的输入变量的隶属 函数，利用 SVD 来求解 ANFIS 模型的线性方程组。 参 8 机器人设计理论与方法 0601052 用于姿态调节的并联机器人设计方法[刊， 中 ]/郭盛，方跃法∥兵工学报.—2005，26(5).— 656~660 提出一种基于反螺旋理论的设计，给出了用于调 节姿态的具有 3 个转动自由度的并联机器人的设计方 法。分析了产生平台奇异时 3 条支链的反螺旋的线性 关系。结合这一分析，利用 3 条支链对平台所提供的 特殊约束，彻底避免平台奇异现象。得出设计这一类 结构的运动副组成类型和空间放置原则。最后，用这 一方法设计几个新的机构作为范例。 0601053 基于螺旋理论三自由度并联机器人型综合 新方法[刊，中]/罗继曼，蔡光起，杨斌久∥东北大学 学报(自然科学版).—2005，26(10).—994~997 基于螺旋理论，从并联机构运动链分类的角度， 提出用约束添加法对三自由度并联机构进行型综合， 让主动链控制所需的自由度，而从动链约束不需要的 自由度；提出了相应主动链和从动链各种类型，并对 约束链作了较详细的分类，通过不同组合可得到不同 性能的新构型。最后通过实例进一步阐明这一方法。 该方法使型综合步骤更简洁，只要选择与自由度数相 同个数的主动链，并合理选择约束链就可以组合出新 的并联机器人。 0601054 含闭链异构双腿行走机器人动力学建模与 求解[刊，中]/王斌锐，谢华龙，高成∥东北大学学报 (自然科学版).—2005，26(9).—832~835 建立了简化的 9 连杆异构双腿行走机器人模型并 给出了机构中存在的封闭链约束方程。采用带约束的 多体系统拉格朗日方程建立了系统的动力学模型。对 约束求导，给微分—代数混合的动力学方程添加扩展 方程，采用预估—校正数值积分方法进行求解。将数 值解对约束的不满足作为反馈，给出误差反馈控制方 法，来减小数值积分带来的误差，保证算法收敛。针 对仿生腿侧进行了动力学仿真计算，比较了带和不带 误差反馈数值积分算法解对约束的满足程度以及正逆 解的一致性程度。仿真表明建模方法可行且误差反馈 控制数值积分可减小数值积分误差，防止误差积累。 0601055 有限元方法在 RCC 柔顺手腕设计中的应用 [刊，中]/洪鹰，李基沛∥机床与液压.—2005，(9). —167~169 在考虑 RCC 柔顺手腕的非线性因素的条件下， 以现代的计算机辅助工程软件 ANSYS 为工具，探讨 和研究了有限元方法在 RCC 手腕变形仿真、刚度计 算中的应用。 0601056 应用螺旋理论对并联机器人形位的分析与 综合[刊，中]/朱大昌，方跃法∥机器人.—2005，27(6). —539~544 采用螺旋理论对并联机器人的约束与运动问题进 行了分析和总结。在各种约束存在条件下，分析了刚 体平台相应的运动轨迹形式，为今后对多刚体的形位 分析提供了可行的理论依据。 0601057 基于双超越离合器的合作机器人建模及仿 真[刊，中]/董玉红，张立勋∥机械工程学报.—2005， 41(10).—159~163,169 根据合作机器人(Cobot)与人合作的特点，建立了 基于双超越离合器的不完全约束关节机构模型和控制 模型，并对其特性进行了仿真分析。在此基础上建立 了 Cobot 轨迹控制的模型和仿真模型，对 Cobot 跟踪 期望轨迹进行了仿真研究。仿真结果表明，Cobot 能 够跟踪期望轨迹，具有被动的约束特性，能够实现与 人合作。这种 Cobot 可以应用在物料搬运和零件的装 配等需要人机合作的场合。 0601058 螺旋系在不同空间下的相关性[刊，中]/李 仕华，黄真∥机械工程学报.—2005，41(10).—44~50 在利用螺旋理论研究某些机构学问题时，螺旋系 相关性的判别是关键问题。采用线性代数理论讨论了 在 3 力 3 偶、4 力 2 偶及 5 力 1 偶的情况下螺旋系的 相关性。将螺旋系中的螺旋组合成矩阵，通过判别矩 阵的秩，来确定螺旋系的相关性，给出了相关性的判 据，并列出了在不同的几何条件下的相关性列表。研 究对并联机器人自由度的确定、主动输入选择等运动 学问题均有重要的意义。 0601059 基于图论的可重构机器人构型综合[刊， 中]/于海波，于靖军，毕树生∥机械工程学报.—2005， 41(8).—79~83 提出了一种简单而有效的可重构机器人构型综合 方法，应用的理论基础是图论。为此，首先将可重构 机器人的各模块抽象为积木块，这样，可重构机器人
系统可用一个图来描述,基于图论原理和模块间的连 Cobot,主要应用在大规模零件的装配生产线、外科手 接约束条件,得到模块所有可行的组合装配构型。利术以及一些需要人机合作的场合。 用该方法对一种由齿轮传动模块、齿条传动模块、带0601063机器人的构建:建立自激励、自组织体系结 传动模块和平面连杆机构等4个模块组成的4自由度构的基本机构[刊,英]/ Blank,D, Kumar,D, Meeden 可重构机器人进行了构型综合,得到了它全部6种可L.∥ Cybernetics and Systems-2005,36(2)-125~150 行的装配构型,从而有效地完成了可重构机器人的概 提出了一个内部开发算法,使移动机器人通过一 念设计 些行为复杂度不断提高的级别增量式地发展。我们认 0601060具有空间复合变形构件的机械系统分析方为,这种发展式算法的核心是抽象、预期及自激励 法[刊,中]厅希仑, Selig john mark,戴建生∥机械介绍了一个多层、级联的发现与控制体系结构,其中 工程学报一2005,41(8)-63~68 包含这些核心要素。作为实现该体系结构的第一步, 用李群李代数的理论方法探讨了具有空间变形构探讨了两种新机构:一个调节器,用来自动调节神经 件的机械系统的分析问题。根据弹性力学的基本原理,网络的训练;一个路径规划神经网络,它由表述主要 建立了考虑弯曲、拉伸和扭转的空间变形杆件的弹性目标的“脑力状态”模式来驱动。参16 方程。将杆件作为基本元素,将其理论扩展应用于具0601064大冲击力情况下可以生存的机器人的设计 有空间柔性变形杆件的串联机器人系统,分析了系统[刊,英]/ O Halloran,D,Wolf,A, Choset,H∥Me 空间弹性性能与运动学问题。进而,研究了其在柔性 chanism and Machine Theory-2005,40(12)-1345~ 并联机构振动平台分析中的应用。最后,应用该理论1366 很好地解决了螺旋弹簧的空间弹性性能分析问题。将 设计、制作并测试了一种双轮低成本移动机器人 李群李代数理论成功地拓展应用于空间柔性机构系统平台,当受到较大的冲击力及普通粗暴处理时,其生 的分析,验证了该方法的有效性。 存性很高。设计了驱动传动系统及集成式悬挂系统 0601061平面3-RR并联机器人运动分析的计算机建立了描述其动力学的一般运动方程。做了一些分析 模拟逼近法[刊,中]/张艳华,宋菲,路懿∥机械设计.以确保各子系统的稳定性,并优化期望的振动特征参 2005,22(10)-31~34 数。还建立了一些运动方程,来描述二轮设计所固有 提出一种新的平面3自由度并联机器人运动分析的底盘摇摆现象。概述了一个飞轮补偿法,它有助于 方法,计算机模拟逼近法。运用该方法进行了速度和消除底盘摇摆问题。将理论与经验数据结合起来进行 加速度分析。先采用CAD的几何约束、尺寸约束、了冲击分析,来预测生存性阈值。最后,做了3种实验, 尺寸方程和尺寸驱动技术,构造平面3-RRR3自由度在头两个实验后进行了设计改进。与目前使用的商用 机器人的模拟机构。再用两个相同且彼此靠近的平面机器人相比,新设计法采用一个柔性机械平台,能够 3自由度机器人模拟机构,构造速度模拟机构,求解吸收大负载冲击的能量。为证实这种设计,进行了最 动平台上确定点的速度和角速度。最后用两个相同且终测试,机器人从三层楼跌下未受任何损伤。参10 彼此靠近的平面3-RRR机器人速度模拟机构,构造加0601065利用相互耦合式瑞利振荡器对双足机器人 速度模拟机构,求解动平台上确定点的加速度和角加建模[刊,英]/ De pina filho,AC., Dutra,MS., 速度。计算机模拟结果与解析法的结果比较表明,该 Raptopoulos,L.S.C.∥ Biological Cybernetics:-2005, 方法具有简单、快捷、直观、求解精度高的优点,而92(1)-1~7 且可以完成复杂机构的运动分析,为多自由度机构运 本文目标是由一组相互耦合的瑞利振荡器构成中 动分析提供了更有效的工具 央模式发生器(CPG),利用它对双足机器人建模。利 601062一种关节式人机合作机器人运动学及动力用3个最重要的步态行列式分析了二维模型,该模型只 学建模[刊,中]/张立勋,董玉红,路敦民∥宇航学报.做与矢平面并行的运动。利用与频率呈整数关系的振 2005,26(S1)-141~14 荡器,确定由3个振荡器构成的网络的瞬时运动与稳定 根据差动轮系的不完全约束特性,提出了基于差极限环,说明了膝角度与臀部角度的性质。对绘图进 动轮系的关节式人机合作机器人的模型。根据差动机行比较表明,与实验分析相比,该系统的结果很好。 构与关节、差动机构与差动机构之间的耦合关系,建基于这些硏究结果得出如下结论:利用相互耦合的瑞 立了并联 Cobot的运动学模型,以及由行星轮系实现利振荡器可以表示良好的信号发生法,并将它们应用 的差动机构的动力学模型和关节式并联 Cobot的动力于步行机的反馈控制。参25 学模型。这种关节式 Cobot模型具有不完全约束特性,0601066多机器人系统的可缩放图模型及协调算法 可以实现人与机器人在同一作业空间合作,而不会伤[会,英]/Tan,JD.∥ Proceedings of the2005IEEE 害操作者。这种 Cobot模型可推广应用于多关节 ASME International Conference on Advanced intellige
9 系统可用一个图来描述，基于图论原理和模块间的连 接约束条件，得到模块所有可行的组合装配构型。利 用该方法对一种由齿轮传动模块、齿条传动模块、带 传动模块和平面连杆机构等 4 个模块组成的 4 自由度 可重构机器人进行了构型综合，得到了它全部 6 种可 行的装配构型，从而有效地完成了可重构机器人的概 念设计。 0601060 具有空间复合变形构件的机械系统分析方 法[刊，中]/丁希仑，Selig John Mark，戴建生∥机械 工程学报.—2005，41(8).—63~68 用李群李代数的理论方法探讨了具有空间变形构 件的机械系统的分析问题。根据弹性力学的基本原理， 建立了考虑弯曲、拉伸和扭转的空间变形杆件的弹性 方程。将杆件作为基本元素，将其理论扩展应用于具 有空间柔性变形杆件的串联机器人系统，分析了系统 空间弹性性能与运动学问题。进而，研究了其在柔性 并联机构振动平台分析中的应用。最后，应用该理论 很好地解决了螺旋弹簧的空间弹性性能分析问题。将 李群李代数理论成功地拓展应用于空间柔性机构系统 的分析，验证了该方法的有效性。 0601061 平面 3-RRR 并联机器人运动分析的计算机 模拟逼近法[刊，中]/张艳华，宋菲，路懿∥机械设计. —2005，22(10).—31~34 提出一种新的平面 3 自由度并联机器人运动分析 方法，计算机模拟逼近法。运用该方法进行了速度和 加速度分析。先采用 CAD 的几何约束、尺寸约束、 尺寸方程和尺寸驱动技术，构造平面 3-RRR 3 自由度 机器人的模拟机构。再用两个相同且彼此靠近的平面 3 自由度机器人模拟机构，构造速度模拟机构，求解 动平台上确定点的速度和角速度。最后用两个相同且 彼此靠近的平面 3-RRR 机器人速度模拟机构，构造加 速度模拟机构，求解动平台上确定点的加速度和角加 速度。计算机模拟结果与解析法的结果比较表明，该 方法具有简单、快捷、直观、求解精度高的优点，而 且可以完成复杂机构的运动分析，为多自由度机构运 动分析提供了更有效的工具。 0601062 一种关节式人机合作机器人运动学及动力 学建模[刊，中]/张立勋，董玉红，路敦民∥宇航学报. —2005，26(S1).—141~144 根据差动轮系的不完全约束特性，提出了基于差 动轮系的关节式人机合作机器人的模型。根据差动机 构与关节、差动机构与差动机构之间的耦合关系，建 立了并联 Cobot 的运动学模型，以及由行星轮系实现 的差动机构的动力学模型和关节式并联 Cobot 的动力 学模型。这种关节式 Cobot 模型具有不完全约束特性， 可以实现人与机器人在同一作业空间合作，而不会伤 害操作者。这种 Cobot 模型可推广应用于多关节 Cobot，主要应用在大规模零件的装配生产线、外科手 术以及一些需要人机合作的场合。 0601063 机器人的构建：建立自激励、自组织体系结 构的基本机构[刊，英]/Blank，D.，Kumar，D.，Meeden， L.∥Cybernetics and Systems.—2005，36(2).—125~150 提出了一个内部开发算法，使移动机器人通过一 些行为复杂度不断提高的级别增量式地发展。我们认 为，这种发展式算法的核心是抽象、预期及自激励。 介绍了一个多层、级联的发现与控制体系结构，其中 包含这些核心要素。作为实现该体系结构的第一步， 探讨了两种新机构：一个调节器，用来自动调节神经 网络的训练；一个路径规划神经网络，它由表述主要 目标的“脑力状态”模式来驱动。参16 0601064 大冲击力情况下可以生存的机器人的设计 [刊，英]/O'Halloran，D.，Wolf，A.，Choset，H.∥Mechanism and Machine Theory.—2005，40(12).—1345~ 1366 设计、制作并测试了一种双轮低成本移动机器人 平台，当受到较大的冲击力及普通粗暴处理时，其生 存性很高。设计了驱动传动系统及集成式悬挂系统， 建立了描述其动力学的一般运动方程。做了一些分析， 以确保各子系统的稳定性，并优化期望的振动特征参 数。还建立了一些运动方程，来描述二轮设计所固有 的底盘摇摆现象。概述了一个飞轮补偿法，它有助于 消除底盘摇摆问题。将理论与经验数据结合起来进行 了冲击分析，来预测生存性阈值。最后，做了3种实验， 在头两个实验后进行了设计改进。与目前使用的商用 机器人相比，新设计法采用一个柔性机械平台，能够 吸收大负载冲击的能量。为证实这种设计，进行了最 终测试，机器人从三层楼跌下未受任何损伤。参10 0601065 利用相互耦合式瑞利振荡器对双足机器人 建模[刊，英]/De Pina Filho，A.C.，Dutra，M.S.， Raptopoulos，L.S.C.∥Biological Cybernetics.—2005， 92(1).—1~7 本文目标是由一组相互耦合的瑞利振荡器构成中 央模式发生器(CPG)，利用它对双足机器人建模。利 用3个最重要的步态行列式分析了二维模型，该模型只 做与矢平面并行的运动。利用与频率呈整数关系的振 荡器，确定由3个振荡器构成的网络的瞬时运动与稳定 极限环，说明了膝角度与臀部角度的性质。对绘图进 行比较表明，与实验分析相比，该系统的结果很好。 基于这些研究结果得出如下结论：利用相互耦合的瑞 利振荡器可以表示良好的信号发生法，并将它们应用 于步行机的反馈控制。参25 0601066 多机器人系统的可缩放图模型及协调算法 [会，英]/Tan，J.D.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ ASME International Conference on Advanced Intelligent
Mechatronics(vol 2)--1529-1534 的意愿行动。此体系结构假定低层的错误可以修复, 提出了一些分布式模型与相应的控制算法,来实因此可以根据较低的层堆积起较高的层。然而,对复 现移动传感器网络的协作与重新部署。移动传感器网杂的线进行这种连接会产生所谓的“意大利面条结 络由无线连接的移动机器人集群构成,机器人装备了构”,难以对错误进行修复。如果我们不使用线,独立 系列传感器。该系统能够快速地配置到敌对环境、地设计这些层,尽管可以修复错误,但显然难以使机 不可达地域或救灾操作场所。移动传感器网络是一个器人像我们期望的那样运动。因此,我们提出了一个 协作式多机器人系统。我们利用德洛内三解测量法设计方法,针对包含体系结构,设计面向对象的模块 (DⅠ来确定相邻传感器节点之间的几何关系。基于该及分层结构。该方法不仅易于实现错误修复,而且可 分布式模型,讨论了一个容错算法,来实现移动机器以使机器人执行所规划的任务。我们将该方法应用于 人的自主自我部署。该算法硏究了环境约束与障碍物导航任务,给出了仿真与实验结果。图28表2参12 的存在性。分析了该算法的收敛性。这个分布式算法0601070利用移动机器人携载的摄像机进行三维物 使系统能够自己进行重构,该系统所覆盖的面积可以体建模[刊,日]/山崎公俊,友纳正裕,坪内孝司∥ 增大。仿真结果证明了这个分布式模型及这些部署算日本日本口求”卜学会誌-2005,23(7)-868-877 的有效性。参15 介绍了利用移动机器人完成的三维形状建模。提 0601067机器人系统的需求柔性设计[会,英]/Site,出了一个方法,其中实际环境中的机器人获取精确的 J, Winzer,P∥ Proceedings of the2005 IEEE Inter-形状,并利用计算机视觉技术在物体的位置与形状未 national Conference on mechatronics and automation 知的条件下建立物体的三维模型。根据机器人所携载 953~1958 的摄像机捕获的图像流重构了一个三维模型。实验结 整个技术密集产业都感觉缺少能够系统、快速、果证实了该方法的有效性。图13参18 无误地产生革新的方法。新兴的自主机器人业将制作0601071做被动运动的人体的关节力矩分解[刊,日] 迄今为止最复杂的人造产品,它主要受益于高效设计/谷口祥平,小泽隆太,坂上宪光∥计测自动制御学 方法。以往的文章中曾介绍了一个需求柔顺设计框架,会论文集-2005,41(9)一763~771 它基于需求类别及针对方法的设计数据库。本文说明 针对人和机器人等多关节结构,提出了一个新的 了如何利用该方法从一个小规模的、不精确的需求集关节力矩分解方法。首先,该方法基于时标变换,将 合出发有效地探测设计空间。设计过程中迭代地生成关节力矩分解成3个部分。然后,得到刚体模型的力 了需求类别及设计数据。通过设计机器人的听觉模块矩模式以及肌肉粘性、弹性的力矩模式。本文详细介 说明了这个过程。参14 绍了这个方法,通过实验结果检验了它的有效性。利 0601068有意识的机器人的制作:基于被动意识模型用假臂基本实验证实了实验系统及该方法的测量精 的基本思路[刊,日]/前野隆司∥日本日本口求卜度。而且,测量了两个人的力矩模式并通过该方法将 学会誌-2005,23(1)-51~62 其分解为3部分。图22表5参19 提出了制作有意识的机器人的基本思路。首先 给出了关于人脑力的假设。提出了如下思路:(1)无意 仿生学 识系统是一种重现网络系统,由各种分散的子系统构0601072大脑、身体及其它:机器人控制器、形态及 成;(2)智力、感情与意志力等脑力信息可能是在非意环境的竞争性协同进化[刊,英]/ Bason,G,Berg- 识系统中进行处理的,而不是在有意识系统中;(3) feldt,N, Ziemke,T∥ Genetic Programming and evolv 有意识系统只负责对无意识系统的结果进行监测、事 able machines-2005,6(1)-25~51 后体验,并进行建模与存储:;(4)有意识系统自身所感 介绍了一系列仿真实验,它们逐步扩展了捕食方 觉到的逼真质量体验只是大脑中定义的幻象。然后,一猎物方情况下的机器人神经控制器的研究工作,特 基于上述假设,建立了一个机器人脑力算法。利用该别是 floreano与Nolf的研究工作,并将它与机器人形 算法可以实现机器人的有意识脑力。最后,讨论了具态学及控制系统的协进化方面的思路结合起来。这些 有脑力的机器人的目标与问题。图4参32 实验的目的是通过一系列捕食方一猎物方实验,进 0601069面向对象的包含体系结构设计[刊,日]/及步系统地研究形态参数与行为策略之间的折中与相互 川一美,土谷武士,大久保重范∥日本日本口求”卜依赖性,在这些实验中,许多方面通过竞争性协进化 学会誌-2005,23(6-697~705 受自组织过程的支配。尽管近期的研究重点是脑/身体 提出了一个将包含体系结构的各层设计成对象的与环境之间的相互依赖性,环境所受到的关注相对较 方法。在此体系下,各层相互间通过线进行通讯 少,但最后一组实验让机器人物种主动地根据其需要 般说来,很难设计线的连接方式,使机器人根据我们改造环境,而不仅仅是让自身适应给定的环境。参28
10 Mechatronics(vol.2).—1529~1534 提出了一些分布式模型与相应的控制算法，来实 现移动传感器网络的协作与重新部署。移动传感器网 络由无线连接的移动机器人集群构成，机器人装备了 一系列传感器。该系统能够快速地配置到敌对环境、 不可达地域或救灾操作场所。移动传感器网络是一个 协作式多机器人系统。我们利用德洛内三解测量法 (DT)来确定相邻传感器节点之间的几何关系。基于该 分布式模型，讨论了一个容错算法，来实现移动机器 人的自主自我部署。该算法研究了环境约束与障碍物 的存在性。分析了该算法的收敛性。这个分布式算法 使系统能够自己进行重构，该系统所覆盖的面积可以 增大。仿真结果证明了这个分布式模型及这些部署算 法的有效性。参 15 0601067 机器人系统的需求柔性设计[会，英]/Sitte， J.，Winzer，P.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 1953~1958 整个技术密集产业都感觉缺少能够系统、快速、 无误地产生革新的方法。新兴的自主机器人业将制作 迄今为止最复杂的人造产品，它主要受益于高效设计 方法。以往的文章中曾介绍了一个需求柔顺设计框架， 它基于需求类别及针对方法的设计数据库。本文说明 了如何利用该方法从一个小规模的、不精确的需求集 合出发有效地探测设计空间。设计过程中迭代地生成 了需求类别及设计数据。通过设计机器人的听觉模块 说明了这个过程。参 14 0601068 有意识的机器人的制作：基于被动意识模型 的基本思路[刊，日]/前野隆司∥日本日本ロボット 学会誌.—2005，23(1).—51~62 提出了制作有意识的机器人的基本思路。首先， 给出了关于人脑力的假设。提出了如下思路：(1)无意 识系统是一种重现网络系统，由各种分散的子系统构 成；(2)智力、感情与意志力等脑力信息可能是在非意 识系统中进行处理的，而不是在有意识系统中；(3) 有意识系统只负责对无意识系统的结果进行监测、事 后体验，并进行建模与存储；(4)有意识系统自身所感 觉到的逼真质量体验只是大脑中定义的幻象。然后， 基于上述假设，建立了一个机器人脑力算法。利用该 算法可以实现机器人的有意识脑力。最后，讨论了具 有脑力的机器人的目标与问题。图 4 参 32 0601069 面向对象的包含体系结构设计[刊，日]/及 川一美，土谷武士，大久保重范∥日本日本ロボット 学会誌.—2005，23(6).—697~705 提出了一个将包含体系结构的各层设计成对象的 方法。在此体系下，各层相互间通过线进行通讯。一 般说来，很难设计线的连接方式，使机器人根据我们 的意愿行动。此体系结构假定低层的错误可以修复， 因此可以根据较低的层堆积起较高的层。然而，对复 杂的线进行这种连接会产生所谓的“意大利面条结 构”，难以对错误进行修复。如果我们不使用线，独立 地设计这些层，尽管可以修复错误，但显然难以使机 器人像我们期望的那样运动。因此，我们提出了一个 设计方法，针对包含体系结构，设计面向对象的模块 及分层结构。该方法不仅易于实现错误修复，而且可 以使机器人执行所规划的任务。我们将该方法应用于 导航任务，给出了仿真与实验结果。图 28 表 2 参 12 0601070 利用移动机器人携载的摄像机进行三维物 体建模[刊，日]/山崎公俊，友纳正裕，坪内孝司∥ 日本日本ロボット学会誌.—2005，23(7).—868~877 介绍了利用移动机器人完成的三维形状建模。提 出了一个方法，其中实际环境中的机器人获取精确的 形状，并利用计算机视觉技术在物体的位置与形状未 知的条件下建立物体的三维模型。根据机器人所携载 的摄像机捕获的图像流重构了一个三维模型。实验结 果证实了该方法的有效性。图 13 参 18 0601071 做被动运动的人体的关节力矩分解[刊，日] /谷口祥平，小泽隆太，坂上宪光∥计测自动制御学 会论文集.—2005，41(9).—763~771 针对人和机器人等多关节结构，提出了一个新的 关节力矩分解方法。首先，该方法基于时标变换，将 关节力矩分解成 3 个部分。然后，得到刚体模型的力 矩模式以及肌肉粘性、弹性的力矩模式。本文详细介 绍了这个方法，通过实验结果检验了它的有效性。利 用假臂基本实验证实了实验系统及该方法的测量精 度。而且，测量了两个人的力矩模式并通过该方法将 其分解为 3 部分。图 22 表 5 参 19 仿生学 0601072 大脑、身体及其它：机器人控制器、形态及 环境的竞争性协同进化[刊，英]/Buason，G.，Bergfeldt，N.，Ziemke，T.∥Genetic Programming and Evolvable Machines.—2005，6(1).—25~51 介绍了一系列仿真实验，它们逐步扩展了捕食方 —猎物方情况下的机器人神经控制器的研究工作，特 别是Floreano与Nolfi的研究工作，并将它与机器人形 态学及控制系统的协进化方面的思路结合起来。这些 实验的目的是通过一系列捕食方—猎物方实验，进一 步系统地研究形态参数与行为策略之间的折中与相互 依赖性，在这些实验中，许多方面通过竞争性协进化 受自组织过程的支配。尽管近期的研究重点是脑/身体 与环境之间的相互依赖性，环境所受到的关注相对较 少，但最后一组实验让机器人/物种主动地根据其需要 改造环境，而不仅仅是让自身适应给定的环境。参28