摘要： Household robots need to perform tasks specific for the owner. With Learning from demon- stration (LfD) a robot can learn new tasks from human demonstrations, without requiring programming skills. This thesis investigates a novel representation of actions that can be learned by using only a 3d camera and an object tracker. The action representation is object- based so it is independent of the morphology of the robot. The actions are represented using the average and standard deviation of multiple demon- strated trajectories with six degrees of freedom. The standard deviation serves as a weight factor for the required accuracy of the recognized or synthesized trajectory. Three novel meth- ods proposed in this thesis aim to reduce variances in the demonstration that are not specific to the action. First the demonstrations are aligned in time using a novel action signature and a novel time warp algorithm. The time warp algorithm can approximate the alignment of multiple multidimensional signals in quadratic computing time. The third novel technique is a dynamically optimized choice of reference frame so variations in start and end position have little influence on the variance in trajectory. This method has been tested on a database of five actions repeatedly demonstrated by six subjects. The results show that it is possible to have a 90 percent action recognition rate with only three demonstrations in the database. It is also shown that a robot can use this action representation to synthesize four out of five actions with varying object positions.

关键词： 自动控制技术   刚-柔混合系统   并联连杆机构   动力学建模   越障机器人  

摘要： 针对越障机器人提出了一种刚-柔混合型并联连杆机构,建立了机构的系统模型。利用拉格朗日动力学方程以及模态方程建立了其动力学模型。对所建模型进行计算仿真,并与刚性系统进行了对比分析。分析结果表明:新模型的能量变化规律总体上与一般刚性系统的相似,因而能够适用于相同应用场合;在外力作用下,刚-柔混合系统的动能变化曲线更加平缓,具备了更强的缓解冲击的特性,因而更适用于存在较多冲击的越障情况。

关键词： 水下机器人   海冰观测   国家重点实验室   海洋环境监测   北极科学考察   光学参数  

摘要： 北极冰下自主/遥控海洋环境监测系统北极冰下自主/遥控海洋环境监测系统(北极ARV)是一种集AUV和ROV技术于一身的新型水下机器人。它可在较大范围内实时获得冰底形态、海冰厚度以及冰下光学参数等多种海冰观测数据。北极ARV分别于2008年和2010年两次参加了中国北极科学考察,在北纬86.

关键词： 煤矿救援机器人   多体动力学   机器人足臂   拉格朗日方程   虚功原理   虚拟样机   仿真   控制  

摘要： 根据拉格朗日方程建立了救援机器人机械腿的刚性动力学微分方程,通过对机械腿运动微分方程的推导和数值求解,对机械腿各关节的转角和末端轨迹进行了分析.采用Recurdyn建立了机器人机械腿的仿真模型,对仿真模型进行了动力学仿真,对比仿真结果和数值求解得到的轨迹,两种方法的结果基本一致,证明了采用多体动力学方法建立的机器人足臂的运动方程,可以准确地描述机器人足臂的动力学特性,为足臂的智能控制提供依据.

关键词： 体育比赛   机器人竞赛   场地   阳光   中小学生   实践能力   创新能力   协作能力  

摘要： 机器人竞赛为开发学生的智力，增强学生的实践能力、协作能力和创新能力提供了一个优异的平台，为中小学生的终身学习和发展，创造了一个新的环境。但是目前机器人竞赛有个最大的弊端——厂家左右比赛的成分很大，竞赛活动的参与者常被器材的升级所困扰。

关键词： 极限学习机   逆动力学模型   机器人   RBF神经网络   系统建模  

摘要： 极限学习机(extreme learning machine,ELM)是一种新型的前馈神经网络,可有效的处理复杂的非线性的回归拟合问题。本文提出了基于极限学习机的机器人逆动力学模型的建模方法,阐述了基本的设计思想和具体的算法过程,通过对二自由度刚性机器人的仿真,结果验证了该方法的有效性和可行性,与RBF神经网络相比极限学习机的优点在于训练时间短,能极快的达到全局收敛,且非线性系统建模精度和模型泛化能力都得到提高。

关键词： 水下自重构机器人   动力学建模   拓扑构形描述   Kane方法  

摘要： 针对水下自重构机器人构形多变且外部环境复杂等特点,提出了一种通用的、基于构形描述及Kane动力学的建模方法.利用图论中关于拓扑结构的描述方法,建立水下自重构机器人多种拓扑构形的统一数学表达,再结合Kane方法,在模型中加入水下各种外部环境作用力,最终建立封闭的水下自重构机器人运动方程.通过典型构形的建模实例,证明了该方法的可应用性和有效性.

关键词： 动力学   李雅普诺夫指数   被动双足机器人   稳定性   计算机仿真  

摘要： 通过基于Kane方法的动力学建模软件DynamicsWorkbench建立了带有膝关节的被动双足步行机器人的动力学模型,在此基础上给出了数值方法估算连续动力学系统的李雅普诺夫指数谱的方法及其计算机仿真过程,并通过系统的相轨线分析了结构参数对动力学特性的影响.研究结果表明:该方法简单且易于对系统的动力学特性进行建模及仿真分析,为带有膝关节的被动机器人参数设计及稳定性分析奠定了基础.

关键词： 中央研究院   华为公司   沈阳自动化所   中科院沈阳自动化研究所   机器人学   副主任   研究室  

摘要： 近日,华为公司中央研究院程学军一行3人访问中科院沈阳自动化研究所。机器人学研究室副主任刘连庆等接待了程学军一行,并进行了座谈交流。

关键词： 双足机器人   仿生控制   动态步行  

摘要： 针对传统的轨迹跟踪法控制方法复杂、能耗高、步态不自然的问题,模仿人类的步行方式,提出了一种简单仿生控制方法;仿真结果表明,该方法可以使得机器人在平面上实现简单高效的步行运动,步态与人类十分接近,且控制策略简单可行。