关键词： 科幻小说   阿西莫夫   制造强国   机器人学   小说家   艾萨克   汉诺威工业博览会   高等学位   克拉克   美丽新世界   麦肯锡公司   有中国特色  

摘要： 艾萨克·阿西莫夫是个有远见的人.这位美国作家兼波士顿大学生物化学教授与罗伯特·A.海因莱因和阿瑟·C.克拉克并称为他那一代的科幻作家“三巨头”.他的代表作品是《基地》系列、《银河帝国》系列和《机器人》系列.当被问及对技术的看法时,他只是打趣说:“我不害怕电脑.我唯恐缺少它们.”

关键词： Networked swarm robotics   formation movement   communication   pattern formation  

摘要： Swarm robotics is an emerging field of robotics and is envisioned to play a vital role in surveillance and search/rescue operations. Most of the existing works on swarm networked robotics address the problem of formation movement or the communication aspects within a swarm. However, none of the existing works consider multiple swarms. Even for the case of single swarms, researchers use unrealistic assumptions with respect to communication, leading to unrealistic results. In this paper, we evaluate the performance of multiple swarms considering realistic assumptions with respect to communication. To the best of our knowledge, it will be the first time where the performance is evaluated for the case of multiple swarms while considering realistic assumptions with respect to communication. Our simulation results shed light on the roles of three different types of communication associated with multiple swarms with respect to multiple performance metrics.

关键词： METAHEURISTIC algorithms   ROBOTICS   BIOLOGICALLY inspired computing  

关键词： 非完整动力学   非完整约束   轮式移动机器人   高斯最小拘束原理   轨迹跟踪  

摘要： 随着科学技术领域及产业的不断扩展,智能机器人已成为目前研究的重要内容之一。在诸多类型的智能机器人当中,轮式移动机器人因其具有良好的运动性能和避障能力等,应用场景越来越广泛。然而因其本身具有非完整约束的特点,加之在复杂环境中容易受到诸多不确定因素的影响,所以它的运动将表现出更大的复杂性,其运动控制也将具有一定挑战性。因此,对非完整约束状态下的轮式机器人系统的动力学建模和动态仿真模拟及其控制问题的研究具有非常重要的现实意义。本文主要从以下几个方面展开深入研究:(1)分别介绍国内外非完整系统动力学和轮式机器人的研究现状。又进一步介绍轮式机器人的基本构造和特点及其建模方法和基础理论。主要包括牛顿矢量力学系统和以拉格朗日方程为代表的分析力学系统。其中分析力学体系中的Routh方程和高斯原理是处理动力学问题的常用方法,能够较方便的处理复杂多刚体系统动力学及控制问题。(2)采用非完整力学常用方法Routh方程建立了轮式机器人的运动学和动力学模型。基于无侧滑状态建立系统的动力学方程并模拟,能直观地看出系统运动的不确定性。其次考虑驱动力矩不对称时系统会发生侧滑现象,给出前轮侧滑的非光滑约束条件和临界状态,探寻临界状态不同摩擦系数下驱动力矩可达到的最大不均衡程度。最后对侧滑临界状态再次进行动力学仿真模拟。比较发现,机器人系统发生侧向运动的轻易程度不仅与轮-地摩擦系数有关,还与驱动力矩不均衡程度有关。驱动力矩不均衡程度较大时,系统会发生较大的偏转和滑移,并引起动力学参数发生大幅度波动,包括加速度、速度和位移等。(3)分析发现:运用传统Routh方程进行动力学模拟过程中针对某些特定位置会出现奇异问题。引入与自由度数目相一致的准坐标系统,利用高斯原理推导了适用于完整及非完整系统的准坐标形式的动力学方程。利用该组方程,对非完整约束轮式机器人再次进行动力学建模和仿真,结果可有效避免奇异性问题且在计算速度及精度上有明显的优越性。(4)为进一步获得系统运动的更高精度和准确性,本文最后又针对基于系统动力学模型的轨迹跟踪优化控制进行研究。结合反演控制理论和Lyapunov函数设计引入虚拟控制输入的动力学控制器,考虑有无输入信号干扰时的轨迹跟踪对比和误差分析,通过系统仿真证明控制的有效性和重要性。

关键词： Interactive teaching with robots   machine learning in robotics   Lego((R)) Mindstorms in education   mobile robotics   cognitive robotics  

摘要： Preparing students for dealing with a world more and more densely populated with physical machines that possess learning capabilities, e.g. intelligent robots, is of the utmost importance in engineering. In this paper, we describe and analyse a design of interactive sessions devoted to the application of some machine learning (ML) methods within a master degree subject named Cognitive Robotics, in particular, reinforcement learning (RL), a technique that allows the machine to autonomously learn decision-making in a physical environment. The paper contains a complete depiction of the interactive teaching sessions, implemented with reasonable cost and resources thanks to a suitable mixture of the constructivist and instructivist paradigms. It also gathers the experiences of students and teachers through both qualitative and quantitatively indicators. [GRAPHICS] .

关键词： 嵌入式   机器人竞赛   搬运机器人   实践教学  

摘要： 为了改进嵌入式系统课程教学效果,通过课内课外相结合的方式,引入搬运机器人竞赛项目进行嵌入式系统实践教学。课堂教学以STM32F10X单片机和μCOS-Ⅱ原理为主,再通过实验课程让学生初步掌握基于STM32F10X芯片的嵌入式系统开发方法,最后让学生组队参加搬运机器人竞赛项目。通过机器人竞赛项目,极大提高了学生学习嵌入式系统的兴趣,锻炼了学生实践创新能力。连续参加4届中国工程机器人大赛,获得多项一等奖,检验了嵌入式系统课程良好的教学效果。

关键词： 非完整约束   混合动力系统   慢切换控制   微分平坦   状态反馈  

摘要： 切换非完整约束机器人系统是一类特殊的混合动力系统,具有本质的非线性特征。在机器人领域,非完整约束广泛存在于轮式移动机器人、柔性机械手、人造卫星、航天飞机等机械系统中,具有滚动接触、角动量守恒、工作过程中约束发生变化等特点,具有良好的环境适应性。本文从非完整约束的角度研究双模式的非完整约束系统的动力学与控制问题,旨在解决一类含有非完整约束的双模式机器人的切换控制问题。以双模式的“轮式+四旋翼”的机器人为例,分别建立单模式的动力学模型,并变换成微分平坦系统型。在微分平坦空间实现双模式切换控制,然后逆微分平坦变换回状态空间,解决切换控制问题。以单模式的非完整约束系统——轮式移动机器人为例,从微分平坦型的角度解决运动规划与轨迹跟踪问题。首先进行坐标变换,获得双输入的仿射形式,根据李雅普洛夫稳定理论,实现有限时间稳定的控制设计;接着基于具有平坦性的非完整约束机器人提出一种冗余待定参数多项式的运动规划方法,基于广义矩阵论理论求解冗余参数,并指出可以实现某种评价指标下的最优运动规划;随后针对单模式微分平坦型进行滑膜变结构控制设计,实现理想轨迹的位置与速度的跟踪。在单模式控制设计的基础上,最后对于双模式的“轮式+四旋翼”的机器人的微分平坦型进行虚拟输入控制设计,基于线性切换控制理论,设计了一种基于状态反馈的慢切换控制器,实现“轮式+四旋翼”双模式的慢切换控制。对于各控制设计均给出了数值仿真结果,其结果都表明了控制设计的可行性。

关键词： 机器人竞赛   科技体育竞赛   辅导方案  

摘要： 信息技术的第五次革命,将人类社会带入了计算机和网络时代,使社会发展搭上了快速列车。但是科技发展的日新月异,对于学校教育来说,不仅仅是教学生理论知识,现在最重要的是转变观念,着重培养学生的动手实践能力,让学生在学习文化理论的基础上,能够动手去实践自己的想法,从而培育更全面的社会人,因此机器人竞赛和科技体育竞赛便在校园内蓬勃发展起来。着重介绍临夏地区竞赛辅导思路和初步辅导方案,为后续学校科技创新辅导摸索更切实可行的方法。

关键词： 柔性机器人  

ISBN: (纸本)9787563557868

摘要： 本书以柔体机器人为研究对象, 对其动力学特性和相关的主动控制策略展开了深入的分析和研究, 对柔体机器人的相关动力学特性和控制策略进行实验研究, 搭建地面气浮式微重力模拟综合实验平台, 设计并完成柔性关节的位置跟踪与测试、柔性臂的试验模态分析、柔性臂残余振动的主动控制等典型实验。

关键词： 机器人竞赛   代表队  

摘要： 日前,第19届中国青少年机器人竞赛暨2019世界青少年机器人邀请赛在重庆市落下帷幕。此次比赛设置WRO常规赛、VEX IQ挑战赛和MakeX机器人挑战赛3个比赛项目,共有来自全球五大洲近30个国家和地区共113支队伍,319名学生和112名教练员参赛。本届参赛的广西代表队是由今年广西青少年机器人竞赛脱颖而出的18支队伍,包括53名优秀选手和教练员共70