自主機器人的案例
天津大學封偉教授課題組《Matter》：4D打印仿生觸覺應變自主軟體機器人
軟體機器人能夠適應不同的非結構化環境，實現與人類更安全地交互。目前，軟機器人主要采用手工裝配工藝制造。制造方法的局限性導致生產困難，限制了材料選擇范圍，并且難以獲得復雜的驅動性能，更不用提賦予機器人感知能力或智能性了。相比之下，3D打印（增材制造技術）可以基于數字模型自動準確地將設計思想轉化為復雜零件，從而顯著提高生產效率和制造靈活性。因此，3D打印是制造軟體機器人的最佳選擇之一，因為它可以實現智能材料的精確加工，也就是4D打印技術。4D打印可以將智能材料加工成具有各種刺激響應行為的動態結構。除了簡單的變形外，具有感知能力和適應性的4D打印智能軟體機器人更具吸引力，也就是通常說的人工智能（AI, Artificial Intelligence）。而通過4D打印直接獲得智能軟體機器人仍然是一個巨大的挑戰。
示意圖
近日，天津大學材料學院封偉教授團隊報道了一種具備自主行動能力和觸覺應變的4D打印軟體機器人，該機器人在一次打印成型后即具有熱致無約束滾動能力，無需任何其他后續加工程序。機器人的滾動穩定有力，而速度和方向可通過改變形狀和尺寸進行調整。如圖1所示，當放置于160℃的熱臺上時，打印的矩形樣品變形為螺旋管狀，并在加熱板上自動開始滾動。調整樣品的大小可以改變機器人的滾動速度。而滾動的方向由螺旋管的曲率方向控制，可以輕松改變。
圖1. 4D打印軟體機器人自主變形及滾動過程。
圖2. 機器人自主滾動及爬坡過程。
展開 以色列研發出全自主類蝙蝠機器人
以色列特拉維夫大學日前表示，受蝙蝠啟發，研究人員開發了一種完全自主的地形機器人，它能像蝙蝠一樣發出聲音并分析回聲，以識別、繪制和避開戶外障礙物。研究人員認為，聲音導航在未來機器人的應用方面擁有巨大潛力。
這款名為Robat的地形機器人由特拉維夫大學研究生伊塔馬爾·埃利亞金與動物學、神經科學和工程領域的研究人員共同開發，團隊有人研究蝙蝠生物聲吶長達10多年。他們表示，機器人面臨的最具挑戰性的任務之一是如何生成未知環境的地圖，并在該環境中導航。
自然界蝙蝠通過生物聲吶系統感知周圍環境。受其啟發，研究人員研發的Robat機器人完全依賴于類似蝙蝠的聲音導航系統，可在新的環境定位自己并對其進行映射。他們借助仿生學，用超聲波揚聲器或發射器創建發音“嘴”，用兩個超聲波接收器創建收音“耳”，發音“嘴”以穩定的頻率向四周發出聲波并用“耳”聽回聲，讓在戶外環境活動的Robat獲得周圍實時映射圖像。
從行動能力上講，Robat比真正的蝙蝠慢得多，它每行半米停下30秒以獲得回聲。
研究人員認為，Robat是首個完全自主的、生物學上類似蝙蝠的行走機器人，它在新環境中移動時，僅根據回波信息便可獲得周圍環境影像，有助于描繪物體的邊界和它們之間的開放空間。
這項成果在未來機器人的應用方面擁有巨大潛力。任何需要在其所處環境中導航的機器人，均有望從Robat項目基于回聲的導航算法中受益，包括服務機器人，如在起居室中自動導航的吸塵器、溫室中工作的農業機器人，以及在地震廢墟中搜尋的救援機器人。
總編輯圈點
提到導航，大家腦袋中出現的第一應用場景，就是車輛所使用的定位導航系統。衛星導航系統采用的是無線電測距方式，因光速非常快，所以反應速度也非常及時，發展已相當成熟。聲波的應用卻不然，雖然水下聲吶的定位導航系統有所進步，但在陸地環境中，人們仍在效法蝙蝠的初級階段緩慢前行。
展開 基于SLAM的機器人的自主定位導航解析
作者| Jack_Kuo@CSDN
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背景介紹： 機器人的自主定位導航
正如圖中所示，機器人自主定位導航技術中包括：定位和地圖創建（SLAM）與路徑規劃和運動控制兩個部分，而SLAM本身只是完成機器人的定位和地圖創建，二者有所區別。
首先明確一下自主導航的兩大解決方案：
1.傳統方案：SLAM+路徑規劃+運動控制；
2.深度學習：這一兩年，深度學習成為人工智能的代名詞。在這個行業，前幾年還是以比較傳統的概率學，或者控制論的方式進行機器人自主定位導航。但這里展現的是完全通過深度學習，直接通過攝像頭數據作為信號輸入，再通過神經網絡直接產生出機器人的控制信號。
展開 為機器人和協作機器人定制傳感器組件
在尋求提高效率的過程中，一些供應商提供了</span><strong style="color: rgb(68, 68, 68);">攀爬貨架能力的機器人</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">；另一些公司則重新設計了存儲系統和</span><strong style="color: rgb(68, 68, 68);">訪問存儲系統的機器人</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">，以優化倉庫空間的使用。</span> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">無論是在工業場所（如工廠或礦山，或是清潔倉庫），還是在公共場所（如送貨服務），自主機器人的吸引力正在增長。同時，其他概念也出現了，并創造了更多的機會，如移動機器人、空中機器人和軟機器人等。</span></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">機器人會改變工作世界嗎？</strong> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">回答是：當然。許多重復、無聊、不舒服或危險的活動已經被機器人取代了。與此同時，人力資源得到了釋放，使人們能夠做他們擅長的事情：為具有挑戰性的問題創造復雜和創新的解決方案。這一趨勢將持續下去。如果我們能夠提高生產力，并在全球不同社會內部和之間實現更公平的財富分配，那么擁有機器人的世界肯定會更美好。
展開 
以色列研發出全自主類蝙蝠機器人，可依靠聲吶系統感知并導航
以色列特拉維夫大學日前表示，受蝙蝠啟發，研究人員開發了一種完全自主的地形機器人，它能像蝙蝠一樣發出聲音并分析回聲，以識別、繪制和避開戶外障礙物。研究人員認為，聲音導航在未來機器人的應用方面擁有巨大潛力。
這款名為Robat的地形機器人由特拉維夫大學研究生伊塔馬爾·埃利亞金與動物學、神經科學和工程領域的研究人員共同開發，團隊有人研究蝙蝠生物聲吶長達10多年。他們表示，機器人面臨的最具挑戰性的任務之一是如何生成未知環境的地圖，并在該環境中導航。
自然界蝙蝠通過生物聲吶系統感知周圍環境。受其啟發，研究人員研發的Robat機器人完全依賴于類似蝙蝠的聲音導航系統，可在新的環境定位自己并對其進行映射。他們借助仿生學，用超聲波揚聲器或發射器創建發音“嘴”，用兩個超聲波接收器創建收音“耳”，發音“嘴”以穩定的頻率向四周發出聲波并用“耳”聽回聲，讓在戶外環境活動的Robat獲得周圍實時映射圖像。
從行動能力上講，Robat比真正的蝙蝠慢得多，它每行半米停下30秒以獲得回聲。
研究人員認為，Robat是首個完全自主的、生物學上類似蝙蝠的行走機器人，它在新環境中移動時，僅根據回波信息便可獲得周圍環境影像，有助于描繪物體的邊界和它們之間的開放空間。
這項成果在未來機器人的應用方面擁有巨大潛力。任何需要在其所處環境中導航的機器人，均有望從Robat項目基于回聲的導航算法中受益，包括服務機器人，如在起居室中自動導航的吸塵器、溫室中工作的農業機器人，以及在地震廢墟中搜尋的救援機器人。
總編輯圈點
提到導航，大家腦袋中出現的第一應用場景，就是車輛所使用的定位導航系統。衛星導航系統采用的是無線電測距方式，因光速非常快，所以反應速度也非常及時，發展已相當成熟。
展開 押注機器人芯片 英偉達Jetson Xavier有哪些特點
2018世界機器人大會昨日在北京開幕，在博覽會上，NVIDIA 展出了專為機器人設計的芯片Jetson Xavier。同時，NVIDIA 高級軟件經理李銘也向網易智能等媒體詳細介紹了這款芯片的特點，闡述了Jetson Xavier 如何推動機器人軟硬件技術的發展。
NVIDIA Jetson Xavier于今年6月初在2018年臺北國際電腦展（COMPUTEX 2018）上首發，NVIDIA 將其描述為一臺適用于自主機器人的AI計算機，因為其能夠在30W以下的嵌入式模塊中提供相當于一臺GPU工作站的性能。Jetson Xavier擁有超過90億個晶體管，可提供每秒30萬億次操作以上的性能。
Jetson Xavier擁有6種高性能處理器，包括1個Volta Tensor Core GPU、1個8核ARM64 CPU、2個NVDLA深度學習加速器、1個圖像處理器、1個視覺處理器和1個視頻處理器。
如果單以CPU、GPU、晶體管數量與最高性能來看，Jetson Xavier與車用處理器Drive Xavier基本相同，但是兩者聚焦應用卻不相同。Jetson Xavier專攻自主機器，像機器人手臂、自動化設備與服務型機器人、無人機等，可廣泛應用于工業生產線、倉儲、物流、零售與農業等多種場景。同時，Jetson Xavier也適用于智慧城市應用程序和便攜式醫療設備。
從另一個角度看，相較于上一代產品Jetson TX2，Jetson Xavier的能效提升了10倍之多，性能優化了20倍之多。Jetson Xavier可以完成超過30 TOP（每秒萬億次操作）的深度學習和計算機視覺任務。
與此同時，李銘在溝通會上還重點闡述了NVIDIA Isaac機器人軟件平臺，為Jetson Xavier的模擬、訓練、驗證和部署提供一個工具箱。
展開 中國自主研發外骨骼機器人
據新華社報道，近日，電子科技大學機器人研究中心執行主任程洪團隊研發出第四代外骨骼機器人，幫助脊髓損傷的截癱患者像正常人一樣站立行走。
據介紹，我國是繼美國、以色列、日本之后，第四個成功研發外骨骼機器人的國家。外骨骼機器人的研發不是某一學科的“單兵作戰”，而是機械結構、醫學、人因工程學、計算機技術等多學科領域的高度交叉融合。電子科技大學機器人研究中心研發的第四代外骨骼機器人采用航空鋁材料，高約1米、重約23公斤，從上至下有6個關節、7個傳感器。使用者穿戴時，通過胸部、腹部、腿部的綁帶將其穿在身上，并將一雙拐杖套在雙臂上。當行動時，腰部傳感器通過測試使用者的上肢傾斜度、傾斜加速度感知人體運動意圖，把信息傳遞給計算機，然后通過控制模塊向機器人傳達指令，實現電驅關節、智能鞋、腰部支撐及綁縛附件的運轉，輔助使用者行動。在向前邁步時，使用者的腿、腳被電驅關節、智能鞋緩緩抬起，拐杖及時配合完成行走動作。
據介紹，相對于前幾代外骨骼機器人，第四代可以通過智能鞋及其他傳感器，自動識別并規劃步態，完成樓梯的上下，行走更快、更流暢。同時，借助人工智能算法，讓外骨骼自動識別穿戴者意圖，人機交互更連貫、自然。
展開 技術研究｜基于局部相對定位的空地子母機器人自主收放引導系統與技術研究
基于局部相對定位的空地子母機器人自主收放引導系統與技術研究
狄春雷 1,2于利 1,2潘思 1,2,3谷豐 1,2何玉慶 1,2
（1. 中國科學院沈陽自動化研究所機器人學國家重點實驗室；2. 中國科學院機器人與智能制造創新研究院；3. 中國科學院大學）
摘 要
空地子母機器人能夠實現地面移動機器人長續航能力和飛行機器人高空偵察能力的互補，在災害救援、公共安全、軍事偵察等諸多領域都有廣闊的應用前景。飛行機器人在地面移動機器人上的自主釋放與回收是實現子母機器人系統的核心問題。針對母體機器人上起降空間狹小、動態運動等問題，采用相對高精度定位和信息融合的方法設計了一套局部定位引導系統，為飛行機器人的自主起降提供了精準的相對定位信息；并對無人機在移動機器人平臺上進行自主起降的控制方法進行了研究，實現了飛行機器人在狹小的地面移動機器人上的自主釋放和回收，并在實際的機器人系統上開展了測試，驗證了系統的有效性與可行性。該方法與系統為空地協同子母機器人的應用奠定了關鍵的技術基礎，同時也為其他的高精度相對定位應用提供了技術借鑒。
關鍵詞
空地協同機器人；
子母機器人系統；
自主釋放與回收；
相對定位；
起降引導；
降落控制
1 引 言
目前，隨著技術的發展，機器人系統在各個領域已經逐步得到了廣泛的應用，但是隨著對機器人系統需求的深入，未來機器人的應用環境朝著多元化和復雜化發展的趨勢明顯，即機器人的工作使命更加多元化，工作環境更加復雜化。
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相對于機器智能的快速發展，機器人的本體與構型技術發展速度則相對緩慢，特別是在面對如搶險救災、空間探索、海洋開發這樣一些我國重大需求時，智能機器人的發展尚未能滿足要求。
在面對作業環境和任務都極端復雜的條件時，我們希望機器人不僅要足夠聰明，本體還能夠千變萬化，這樣一些顛覆性的需求顯然是傳統單一固定構型機器人難以實現的。
機器人不是萬能的，這十個方面它們還無能為力
社交機器人需要能夠感知表情、語調等細微的社交線索，理解它們所處的文化和社會背景，并對與它們互動的人的心理狀態進行建模，以適應與人類的交流，無論是處于短期關系還是長期關系的過程中。
9、
醫療機器人
醫學是機器人在不久的將來可能會產生重大影響的領域之一。增強外科醫生能力的機器人設備已在正常使用，但其中的一大挑戰在于在這樣高風險的環境中提高這些系統的自主性。
自主機器人助手需要能夠在各種場景中識別人體構造，并能夠使用態勢感知和語音指令來理解不同場景下的需求。在外科手術中，自主機器人可以執行手術流程中的常規步驟，讓外科醫生為病情更復雜的病人服務。
在人體內部運作的微型機器人也很有前途，但使用這種機器人仍有許多障礙，包括有效的傳輸系統、跟蹤和控制方法，更重要的是找到能夠改進現有方法的治療方法。
10、
機器人倫理與安全
隨著前面的挑戰被一一克服，機器人將逐漸融入我們的生活，但這一進展也將產生新的倫理難題。最重要的是，我們可能會過度依賴機器人。
這可能會讓人類失去某些技能和能力，使我們無法在失敗的情況下控制局面。我們最終可能會把出于道德原因需要人類監督的任務委托給機器人，由此，人們在失敗的情況下便會把責任推卸給機器人。
展開 美國《科學》雜志發布年度10大機器人！盤點2018年國外機器人10大技術發展成果
用戶可以利用Sphero EDU平臺為各種游戲編程Bolt，為矩陣顯示器定制文本，甚至可以使用機器人的集成紅外傳感器與其他螺栓進行交互。
07
Hunter/Killer水下自主機器人
伍斯特理工學院的學生正在開發一種自主的海底獵人/殺手（Hunter/Killer）機器人，可以積極搜尋并消除困擾加勒比海的入侵生物獅子魚，而對于該生態系統，獅子魚已經威脅珊瑚和海洋生態系統。
這個機器人裝備有八個浮力矛的桶形轉盤（類似于左輪手槍）。機載攝像系統主動在預先確定的操作區域中搜索獅子魚，一旦找到就會向魚發射矛，然后浮出水面并進行回收工作。
08
本古里安大學的RSTAR機器人
以色列內蓋夫本古里安大學的研究人員開發出一種新型機器人，可以避開障礙物滾動、爬行、攀爬和伸展，可以在狹窄的空間行動，適合用于搜索和救援行動等任務。這種機器人被稱為RSTAR，兩側各一排圓形輪子。當在平坦的表面上行動時，它會啟動圓形的輪子。然而，當它遇到不平的地形時，它會翻轉并使用兩邊的輻條，機器人可以實現爬行或攀爬。
09
微型機器人可以在水上或水下行走
2018年出現了微型機器人，而哈佛最新研發的HAMR（哈佛動態微型機器人）可能是其中最出彩的，因為它能夠在陸地、水上和水下行走，開辟了新的探索途徑。
最新版本機器人的運動腳墊在每條腿上都配有襟翼，提供表面張力，也就是浮力，使其能夠在水上行走。當轉到水面下行走時，它會經歷電潤濕過程，減少墊的接觸角，讓機器人下沉。
展開 
Swiss-Mile公司開發的四足輪腿式機器人，可站立、滾動、自主配送
蘇黎世聯邦理工學院在四足機器人ANYmal的腿上增加了輪子，讓它既能行走又能滾動時，而且很快就將用于城市配送。
ANYmal的最新化身由蘇黎世聯邦理工學院的衍生公司Swiss-Mile開發，因此被稱為Swiss-Mile機器人。
與原始版本一樣，它有四條腿。通過鎖定這些腿末端的輪子，使它可以像四足動物一樣行走，且在爬樓梯時十分方便，這優于大多數其他輪式機器人。
不過，對于在人行道、地板和其他平坦的表面上移動，滾動要比行走快得多，也更節能。Swiss-Mile機器人配有電動輪子，能以22公里/小時（14英里/小時）的速度前行。Swiss-Mile機器人可以從一組樓梯上滾下來或從路邊滾下來，腿部彎曲，作為減震器。
該機器人利用GPS、LiDAR傳感器和攝像頭的組合，自主地在城市街道上導航并避開障礙。據悉，它目前每次充電的運行時間為兩小時。
Swiss-Mile機器人可站起來，用它的后輪滾動。滾動時，它能夠通過不斷分析來自其板載IMU（慣性測量單元）的數據，以及通過分析其所有16個腿部和車輪電機的測量結果，來保持其平衡。
Swiss-Mile機器人站立的意義何在？ANYmal公司的聯合開發人員Marko Bjelonic博士表示，通過使用它的前腿作為手臂，該機器人可以從客戶那里抓取包裹，然后將它們放在它背上。然后，它將回到四足著地的狀態，并通過在街道上快速滾動來運輸這些包裹。
Swiss-Mile機器人計劃從明年某個時候投入商業使用，價格尚未公布。
文章來源：New Atlas
展開 【機器人仿真案例】基于RecurDyn Durability預測機器人夾爪疲勞壽命
案例概要
產品：機器人夾爪
分析目標：預測夾爪機構薄弱部位的疲勞壽命
半導體制造工藝需要處理大批量作業任務，這推動了專用機器人及各類自動化技術的發展，其中包括自主移動機器人（AMR）。半導體專用機器人夾爪的一個核心特性是：以極小接觸面積抓取物件，從而滿足潔凈室的潔凈度要求。因此，夾爪在結構上受到諸多限制，同時相較于其機械結構尺寸，還需承載相對較重的物件。此外，為滿足運輸產能需求，上下料作業需每日重復執行數千次。
本案例基于多體動力學模型，對一款面向半導體物料搬運研發的專用機器人夾爪進行夾持力預測分析。同時，采用多柔體動力學（MFBD）技術開展耐久性分析，預測高應力區域的疲勞失效風險。通過該方法，可精準評估夾爪機構內部易損部件的使用壽命。
分析流程
① 基于3D設計模型，構建機器人夾爪動力學模型；
② 輸入夾爪電機實際扭矩值，驗證與數學模型的相關性；
③ 建立對稱化有限元模型，開展MFBD分析以完成應力評估；
④ 基于MFBD分析得到的應力結果，進行耐久性分析；
⑤ 分析并修正缺口系數，校正異常的疲勞壽命預測結果。
展開 CES 2019前瞻：這些首次亮相的機器人值得關注
圖：NAVER LABS的AROUND機器人
NAVER LABS將展示一種名為AROUND的自主導引機器人，它可以在商場、機場和酒店等大型室內空間提供行走指引。它還通過AR導航提供直觀的信息。NAVER的機器人平臺提供高精度的室內地圖、視覺和傳感器定位服務，能夠提供精確的位置感知功能，以最佳路線來引導用戶到達目的地。未來，人們有望能夠常常在不同的空間和環境中體驗到這種室內自主機器人服務。
圖：pepper機器人
軟銀的Pepper機器人今年將重返CES的舞臺，而且這次它不會落單。相反，軟銀將展示兩種不同的機器人如何攜手協作，加快自動化活動的執行。我們將會看到Pepper攜手Simbe Robotics的Tally機器人，共同執行一些基于零售的任務，展示不同的智能技術交互操作是多么的重要。
軟銀首席戰略官史蒂夫·卡林(Steve Carlin)在電子郵件中表示：“自動化將在未來的勞動力中扮演重要的角色，下一代機器人不是為了取代人類而工作，而是為了與人類一起工作，改善人們的生活，改進他們的工作。”
展區其它值得注意的服務型機器人包括購物伴侶ShopPal和疊衣服機器人Foldi Mate(目前還無法幫你撿起掉在地上的衣服)的升級版本，以及來自iRobot和Coral的一些尖端機器人吸塵器。
醫療健康
除了被用于娛樂、陪伴和服務以外，機器人也被用于醫療健康領域。研究人員正在利用機器人來幫助自閉癥兒童、老年癡呆癥患者或阿爾茨海默癥患者，以及幫助有特殊需要的人發展社交技能。
本屆CES也將會有以這類輔助技術為主題的研討會。
圖：RoboKind的人形機器人Milo
在受矚目的進展中，RoboKind公司創造了一系列的機器人，它們將幫助自閉癥兒童發展基本的社交技能。
展開 航空制造推動新概念機器人發展（上）
02 典型的蛇形臂（OC機器人公司）
并聯運動機器人是一項專利技術，突破了以往機器人自由度只能以串聯方式得到的限制，也解決了以往并聯構型無效自由度多、關節結構復雜、制造困難、剛性要求高、無間隙以及成本高等挑戰。并聯運動機器人實際上構成了一個金字塔形移動的三腳架，通過3個并聯執行器依次連接2個串聯執行器和1個末端執行器，以6個節點形成10個自由度，更好地了實現了柔性與剛性的結合。
03 并聯運動概念（艾克斯康公司）
2、自主式協作機器人
美國國防部認為下一代機器人就是自主式協作機器人，主要包括固定位置協作機器人和自由移動協作機器人，它們的重要特征就是能像工友一樣與其它機器人或人類在一起工作，無需圍欄的防護。具備更高級功能的自主式協作機器人還可以通過觀察操作演示來學習并調整其功能，敏捷地變換用途，任務適應性的提升將使航空制造商以高生產率的柔性機器人系統，應對多品種、小批量生產。
04 人機協作機器人概念發展（KUKA公司）
協作環境為協作機器人開發和應用帶來的全新挑戰。協作機器人與人類和其它機器發生接觸是難免的，因此機器人必須設計得足夠安全，具備識別潛在物理接觸以及計劃規避行動的能力，從而快速響應其路徑規劃、自主移動，并且在預定路線上能夠敏捷地規避障礙。
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