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東北大學學生研發智能機器人 上演“隔空取物”

2019-02-25 13:10      來源:東北新聞網      作者:     分享 分享到搜狐微博 分享到網易微博

  東北新聞網訊:(通訊員段亞巍)智能時代無所不能,無人機正在記錄生活,自動駕駛汽車正上路測試,仿人服務機器人正上演“隔空取物”。

  近日,東北大學王世雄、王凱、蘇卓三人在機械工程與自動化學院教授陸志國的指導下,共同研發設計了一款雙臂輪式仿人服務機器人,可代替人跨越時空處理事務。這款機器人利用網絡實現兩空間的信息交互,用戶使用VR設備獲得機器人空間的圖像信息,基于此做出相應判斷及動作,異空間機器人將跟隨完成動作。

  目前,機器人市場呈現“啞鈴型”的發展狀態,高端市場智能程度高、投入成本大、產品產出少,如全自由度仿人機器人;低端市場投入低、產出高,但智能程度相對單一,如掃地機器人。針對市場現狀,王世雄帶領團隊選擇從中端市場入手。

  該團隊使用運動捕捉設備獲取人的肢體運動數據,通過網絡傳輸給機器人,送達至機器人的每一關節,實現機器人與操作者在肢體運動上的協同效果。機器人身上安裝有雙目攝像頭,采集機器人的環境信息,通過網絡傳輸到操作者端的VR設備,建構起立體場景,使操作者有一種身臨其境的感覺,便于其結合環境信息做出正確判斷。同時,團隊還在機器人和操作者兩端安裝了語音采集和播放設備,借助網絡傳輸,可實現兩個空間語音的實時交互。

  與國內現有輪式機器人相比,這款機器人的創新點在于實現了前傾55°的大角度俯身動作,可完成對地面物體的拾取、放置等任務。因俯身動作易造成機器人重心不穩,所以輪式機器人腰部一般不設計彎曲機構或僅設計有較小角度的俯身功能,限制了機器人的手部運動范圍。據此,該團隊創新設計了連桿滑塊俯身機構,實現膝關節和髖關節的聯動。當髖部向后下方移動時,機器人的重心偏移范圍較小,保證了機器人的整體穩定性。

  機身結構方面,王世雄團隊遵循輕量化和模塊化的設計原則,采用板材搭配結構件的方式,較好地控制了機器人的重量和成本。機器人身高1.5米,整重35千克,指標均低于同等體積、同等自由度的仿人機器人。更重要的是,機器人的制造成本控制在5萬元以內,不及市場同等級別機器人造價的50%。

  基于這一創新項目,王世雄團隊已申請發明專利2項,實用新型專利2項,外觀設計專利1項,并在2018年網絡工程和信息安全國際會議上發表學術論文1篇;先后獲得第六屆全國“TRIZ”杯大學生創新方法大賽發明制作類國家二等獎,中國移動創客馬拉松大賽東北賽區一等獎等殊榮。

  大四保研時,團隊中的王凱、蘇卓兩位成員分別保送到清華大學和西北工業大學攻讀碩士研究生,王世雄選擇繼續跟隨陸志國老師做科研。“遇見這樣一位親自陪伴我們一起做項目、做科研的老師真的很難得。”王世雄倍加珍惜。

  提及對項目的未來打算,王世雄希望能進一步降低機器人的成本,使得這項成果能惠及民眾,融入現實生活。“這款機器人可以替代人去完成一些高難度、危險系數高的工作,希望通過我們的研究,由機器人代勞高危工作的時代早日到來。”

(編輯:小溪)

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