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本成果為自主研發的神經外科智能導航與手術機器人系統，核心包括手術規劃軟件、導航定向系統、機器人輔助器械定位和操作系統。 該系統能夠提供開放的人工智能建模與手術規劃功能，讓建模與規劃更加智能；提供個性化3D打印部件功能，讓導航設置更簡便，術中操作更安全；具有界面友好、功能強大的神經外科建模與手術規劃軟件，支持CT/MRI多模態圖像自動配準融合、智能重建、解剖測量、手術方案設計等功能。此手術機器人可用于腦外科手術、活檢、電極測量、囊腫或血腫等手術。機器臂可實現精確的術中定位，手術更加微創，并且可以連續穩定工作，降低醫生疲勞程度，提高手術安全性。

拋投式微小型智能探測機器人，是一種小型機器人，2公斤以內，可以隨身攜帶，可以以手拋、炮射、空投等方式進入災害（火災、地震、化學爆炸等）現場，實現危險環境的無人探測與通訊。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、技術分析 應急救援人員在執行如消防偵查等具有一定危險性的救援任務時，都需要盡可能了解任務場景，然后制定指揮方案。在任務環境未知的情況下，如果讓救援人員去探測現場情況，不僅難以獲得準確、全面的現場信息，更重要的是可能給探測人員帶來危險。采用智能偵檢機器人代替人員去探測任務場景，可以通過機器人上裝備的多種傳感器獲得完整的現場信息，還能使得救援人員在偵檢過程中遠離危險，提高任務執行效率，減少人員傷亡。針對不同使用場景，采用不同機器人可以滿足使用需求：對于高樓或狹小型空間，可采用拋投式微小型智能探測機器人執行偵檢任務；對于地面情況復雜的情況，履帶式應急智能探測與救援機器人可以更好實現偵檢功能。 本項目形成的產品將主要應用與消防以及應急救援行業，針對火災現場不明狀況的環境條件，尤其是充斥煙氣但尚無太高溫度的現場環境，研究設計適合消防救援現場信息探測與偵檢的拋投式微小型智能探測機器人，通過投擲、炮射等快速部署方式布置到現場，偵測并實時回傳現場救援所需信息，實現救災現場信息的應用集成與輔助決策系統構建，切實保證消防戰士施救自身安全、提高救援效率的戰術目標。 拋投式微小型智能探測機器人，是一種小型機器人，2公斤以內，可以隨身攜帶，可以以手拋、炮射、空投等方式進入災害（火災、地震、化學爆炸等）現場，實現危險環境的無人探測與通訊。 它可在救援人員無法快速接近或不適宜進入的事故現場，采用拋投形式實現快速部署，主動探測火災現場情況。一方面可以替代消防人員進入不適合人類進入的事故現場，保證了人身安全另一方面，拋投快速部署也提高了災難響應速度。 本項目中研發的三款機器人都具備對火災現場溫度、氣體濃度、可見光或紅外圖像、視頻、聲音等環境信息與參數的探測與偵檢能力，嚴格按照消防裝備安全規范進行設計，滿足消防現場信息探測設施快速部署、所需信息有效偵測等功能要求，特別適用于消防救援現場危險信息的實時探測與搜救任務，可以對起火點的尋找與確認、人員定位與搜救提供重大幫助。根據現場情況的具體需要，可以選擇使用不同形態的機器人代替消防戰士先行進入各種災情現場、以及可能坍塌的建筑物、被火墻封鎖的室內空間等救援現場開展信息偵檢和搜救工作。智能機器人現場偵檢實時傳回的現場信息，可以有效接入消防救災現場信息系統，通過信息的集成應用構建救援現場指揮輔助決策系統，對于保證救援人員自身安全、減少次生災害、提升救援水平具有顯著的技術支撐作用。 本項目研發的機器人技術，主要是填補了現有消防裝備在復雜環境下智能化偵查能力的不足，使智能機器人技術應用與消防救援任務相結合，社會效益和經濟效益價值凸顯，并將進一步促進我國消防應急處理關鍵技術與裝備的發展。

1.痛點問題 協作機器人是在共享空間中與人互動或在附近安全工作的機器人。與傳統工業機器人相比，協作機器人的優點主要體現在人機共融環境中的安全性、交互性、靈巧性和智能性。這種機器人不僅性價比高，而且安全方便，能夠極大地促進制造企業的發展。針對我們國家協作機器人方向，機器人關鍵核心部件（一體化關節、扭矩傳感器、力矩電機、自適應控制器）受到國外卡脖子影響，系統軟件、智能感知和決策算法儲備不足，整機集成設計方面需要極大提升，因此攻破關鍵制約，加速智能協作機器人發展刻不容緩。 2.解決方案 本項目總體目標是實現自治友好的智能協作機器人系統。突破了“感-驅-控”一體化關節集成設計技術、分布式實時控制系統架構設計技術、高帶寬自適應柔順運動控制技術、基于機器學習的視覺感知技術，形成一批關鍵核心部件，包括扭矩電機、力矩傳感器、一體化關節、分布式控制器和末端執行器，實現輕量化、模塊化的協作機器人單臂和雙臂，和圍繞復雜應用場景開展應用驗證。 合作需求 1）構建針對于產品打磨的專業化團隊； 2）組建針對產品的專業化管理和銷售團隊； 3）搭建研發的實驗基地和批量生產基地，以及尋求資金支持。 或者，尋找有實力的產業企業，開展技術轉移。

智能交互式上肢康復機器人在機械結構上改進了現有動力型上肢康復機器人將電機放在運動關節處造成的噪聲高、體積大等不足，將電機、減速箱、離合器等動力器件放在底座內，并采用基于齒輪的中央驅動設計，在實現簡化機械臂的同時能完成肘關節曲/伸，肩關節曲/伸與內收/外展的多自由度活動。在系統控制上，設計了多模態控制（語音控制、觸摸控制、按鍵控制等）方式，使得控制更加符合人機交互控制需要，同時還設計了多種訓練模式（被動訓練、助力訓練、虛擬現實訓練等），以適用不同階段患者的康復訓練需求。針對該機器人設計的一款應用于手機

四足機器人具有良好的運動靈活性和環境適應性,是機器人研究領域的熱點。隨著研究的深入和對機器人運動性能需求的提高,四足機器人研究領域分化出以高速運動為目標的研究分支。生物學研究顯示,跳躍步態是四足動物典型的高速對稱步態,且多種動物在高速速度中存在脊柱大幅地參與運動,而相應的脊柱型四足機器人的理論及運動控制研究卻鮮見報道。當前研究大多孤立了脊柱環節,鮮有整機的建模研究以及運動控制方法研究。在該方向的研究勢必推動仿生工程和機器人運動控制等方面的發展,此外,以其高速運動的特點,在軍事偵察、救震救災和未來生活等領域也將具有廣闊的應用前景。首先,本文以分析獵豹的運動特性入手,建立了脊柱型四足機器人七桿模型,以及構建了ASLIP動力學模型,使用拉格朗日方程推導了其跳躍運動的動力學方程;迭代運算動力學微分方程,使用龐加萊映射方法搜索了機器人七桿模型基于ASLIP跳躍運動的不動點,結果顯示不動點在固定能量層級下呈區域性分布;不動點的對比結果顯示基于ASLIP模型的運動比基于SLIP模型的運動能適應更高的穩態運動速度,并作了觸地力、脊柱角和穩定性等特性分析。為脊柱型四足機器人跳躍運動提供了動力學模型和理論基礎。然后,根據機器人模型各關節主動力作用于控制量的廣義力計算結果,研究了前向速度、彈跳高度、機身俯仰角

項目成果/簡介:四足機器人具有良好的運動靈活性和環境適應性,是機器人研究領域的熱點。隨著研究的深入和對機器人運動性能需求的提高,四足機器人研究領域分化出以高速運動為目標的研究分支。生物學研究顯示,跳躍步態是四足動物典型的高速對稱步態,且多種動物在高速速度中存在脊柱大幅地參與運動,而相應的脊柱型四足機器人的理論及運動控制研究卻鮮見報道。當前研究大多孤立了脊柱環節,鮮有整機的建模研究以及運動控制方法研究。在

產品服務:靜脈穿刺采血機器人的創新萌芽在疫情期間誕生。大量的靜脈穿刺操作給一線臨床醫護人員帶來了不小的工作負擔，甚至可能造成醫患交叉感染。疫情期間，醫護人員都穿著厚厚的防護服、帶著雙層手套，還有護目鏡容易起霧，使得扎針難成為一個棘手而普遍的問題，而且近距離接觸，更會極大增加扎針過程醫護人員感染的可能性。項目優勢:針對疫情防控中的實際需求，項目團隊立足解決科學問題，迅速開展“基于深度學習的多模態圖像引導靜脈穿刺機器人系統”的研發，設計出一款自動采血機器人系統。這款穿刺機器人有著“敏銳的眼睛”，采用了近紅外光和超聲雙模態成像，在全局位置和局部穿刺點捕捉血管分布和深度信息，其精準度強于肉眼，可以準確識別傳統扎針困難人群的血管，并在機器學習算法的幫助下，選取最優的穿刺位置完成采血。市場概況:靜脈穿刺機器人應用場景廣泛，可以應用于醫院和診所，還可以應用于實驗室，作為動物實驗穿刺的自動化設備。此外，還可以走進家庭和養老院，作為家用便攜式靜脈穿刺采血設備。

目概況    目前，國內外大量應用弧焊機器人系統從整體上看基本都屬第一代或準二代焊接機器人系統。由于焊接路徑和焊接參數是根據實際作業條件預先設置的，在焊接時缺少外部信息傳感和實時調整控制功能，這類弧焊機器人一般不能應對焊接作業條件嚴格的穩定性要求，焊接時缺乏“柔性”，表現出明顯的缺點。在實際弧焊過程中，焊接條件是經常變化的，如加工和裝配等誤差會造成焊縫位置和尺寸的變化，焊接過程中工件受熱及散熱條件改變會造成焊道變形和熔透不均。    為克服機器人焊接過程中各種不確定性因素對焊接質量的影響，提高機器人作業智能化水平和工作的可靠性，要求弧焊機器人系統不僅能實現焊接參數的在線調整，且能實現焊縫的自動實時跟蹤。己完成鋁鎂硅合金框架弧焊機器人柔性工作站焊縫智能跟蹤與圖象處理技術，使企業塞拉門設計制造的技術水平達國際先進水平。 本項目具有國際先進水平，擁有自主知識產權。 主要特點    已完成的項目，塞拉門框架的材料為鋁鎂硅合金，材料特殊、框架尺寸較大，焊點多而短、焊接質量要求高，故解決柔性夾具設計、實現兩面焊接、滿足多系列多規格門框尺寸的要求是體現了成果的先進性；    鋁鎂硅合金框架弧焊機器入柔性工作站所包括的柔性夾具、焊縫智能跟蹤與圖象處理技術，使企業塞拉門設計制造的技術水平達國際先進水平，體現了成果的創造性。技術指標    國內城市軌道車輛、高速列車的迅猛發展使得城軌門生產逐年猛增，品種不斷翻新，但鋁鎂硅合金框架等主要零部件仍為手工焊接。由于手工焊接依賴于工人的技術水平，效率低，焊接質量欠佳，優質品率低，是制約我國城軌門產品升級的關鍵技術。    首選企業的高精度焊件達到：焊縫識別誤差600×600像素， ±0. 25mm，±0.20mm;焊槍姿態誤差，±0. 045mm，±0.040mm;其它誤差（包括焊絲變形誤差、工件熱變形誤差、焊接電流誤差等），±0. 030mm，±0.020mm;視覺跟蹤綜合誤差，±0.5mm，±0.35mm。市場前景    成果實施后使用單位使用前手工焊接的1.2萬件／年，達到4萬件。按人工焊接生產水平，支出費用為72萬x3. 5=252萬，機器人的投入成本1年半內可收回，且可滿足使用單位近3-5年的發展需求。    按近幾年使用單位產品產量的增長速度，2009-2010年產量可達5.5萬件，2臺機器人工作站每年可生產5. 68萬件，完全滿足生產要求。若仍用人工焊接則成本支出為72萬x4. 6=331.2方元，而機器人工作臺投入費用為零。企業每年可新增產值4-5億元，利稅1. 2-1.5億元。    市場應用方面已具備推廣應用的基本條件，該成果的完成，不僅可以提升企業高精度特材焊件設計制造的技術水平，提高企業技術創新能力和提升產業集聚度，使產品達同行業國內領先或國際先進水平，且可成為企業現代先進制造工藝與裝備工程應用的一個亮點。通過開發研制，真正體現了產學研合作的現代高等教育理念，在高校和企業中鍛煉出一批機器人研制方面、具有實戰經驗的科技人才。

能輪椅：功能特點：自動避障、話音及身體姿態控制、鋰電池組管理。 通過應用個性化壓力坐具，實現壓力均布和調節，減輕局部軟組織發生壓瘡的風險，并對坐姿進行矯正，降低脊柱側彎等病人脊柱形態進一步惡化和發生并發癥的風險；利用超聲和紅外傳感器，可發現運動路徑上是否存在障礙物，并自動繞行。臨近溝坎時，可自動剎車。可監測輪椅側傾程度，防止輪椅側翻；通過話音控制輪椅運動、通過頭部動作控制輪椅運動、通過語音或頭部姿態實現手機操作；采用先進的鋰電池組管理系統，提高了續航能力，并為車載設備提供更加充沛的能源。