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机器人技术资料
一机器人技术综论机器人技术历史,现状及发展趋势 0202001 仿生机器人的研究进展[刊,中]/马光//机器人.―).―463~466 在对仿生机器人分类的基础上进行了研究现状和主要研究问题的综述,并对其未来发展进行了展望. 0202002 仿生机器人的研究状况及其未来发展[刊,中]/迟科祥,颜国正//机器人.―).―476 ~480 提出了目前仿生机器人研究的两个主要方向,即:运动机理的研究和行为方式的研究,探讨了这两个研究 方向目前的研究状况,并对其未来的发展趋势作了预测. 0202003 水轮机修复专用机器人的发展现状及应用展望[刊,中]/杨萍,李鹤歧,黄建龙//机器人技术与应 用.―2001,3.―29~31 扼要地介绍了机器人技术及其当前的重点应用领域,重点论述了水轮机修复专用机器人的国内外发展现状 及其在我国的应用前景. 0202004 微操作技术的最新研究进展[刊, 中]/毕树生, 宗光华, 赵玮//中国科学基金.―).―153 ~157 讨论了生物工程中微操作机器人系统的研究态势,构筑了一套可对活体细胞,染色体等进行操作的微操作 机器人系统.重点介绍了该微操作机器人系统的物理及逻辑结构,功能特点,技术指标,具体运作方式,基因 注射的步骤及结果. 0202005 未来的机器人学与机器视觉: 工业观点[会, 英]/Ejiri, M.‖2001 IEEE/ASME International Con- ference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).―917~922 最近,工业技术的趋势是使物体变得更小,协作,智能以及环境友好.机械电子学是对这些趋势进行研究 的一个领域,本文首先介绍了它的观点.然后,介绍了机器人与机器视觉技术的状况,作为机械电子学研究的 一个典型实例.还从工业角度介绍了未来对这些技术的期望,重点是机器人学中可靠性考虑的重要性以及机器 视觉中研究实时彩色视频处理技术的重要性.我们正在努力通过工厂,办公室与社会自动化建立一个多产,高 效,安全,无压力的社会,这些领域在这方面的重要性正在日益提高.图 10 0202006 亚洲机器人市场动向调查报告书 99 年度[告, 日]/日本ロボツト工业会‖アジァにぉけるロボツト市 场动向调查报告书平成 11 年度.―2000.―157p 受日本机械工业联合会的委托,日本机器人工业会为开展国际贸易,国际产业和国际研发合作,以印度尼 西亚,泰国和印度为中心,进行了机器人市场动向调查.对三国的产业结构,政策,课题,市场动向,研发动 向和国际合作情况进行实地调查和交流.统计调查了亚洲 9 个国家的机器人市场,对日本的出口动向和市场发 展条件也进行了考察.图 51 表 102 参 49 [M02007 医疗机器人研发动向调查报告书 99 年度[告, 日]/ロボツト工业会‖医疗ロボツトに关する研究开发 动向调查报告书平成 11 年度.―2000.―115p 受日本机械工业联合会的委托,日本机器人工业会对医疗机器人的研究开发,普及和体制等内容进行研发 动向调研.调查了国内外研究开发和实用化的现状,将期望应用的项目分为检查诊断,治疗,护理,康复,医 学教育,废弃物处理进行考察,调查整理了上述有关机器人技术的现状,存在问题和展望.对于医学和工程边 缘领域的研发来说,信息交换和技术交流是至关重要的.图 51 表 3 参 69[M02008 中小企业加强技术基础对策报告书 机器人技术开发, 普及辅助事业 99 年度[告, 日]/ロボツト工业 会‖中小企业における技术基础强化对策事业报告书 平成 11 年度.―2000.―109p 为加强中小企业的技术基础,促进机器人的应用,日本机器人工业会报告了 99 年度事业成果.审查了 34 件案例,选择 14 件,支持从可行性调查到基本方案的工程.调查了 3 件焊接与 2 件喷涂案例,以及与制造有关 的 4 件案例,与安全有关的 3 件案例,与福利有关的入浴护送系统.指出了每个项目的投资额,效果及实现的 课题.图 56 表 20[M 年新产品新技术 巡视机器人系统自动远距离监视机器人[刊, 日]/新菱冷热工业‖建筑设备と 配管工事.―).―46~47 开发出能在水平,垂直轨道上自由移动,检查员用远距离操作能看到想着的场所的机器人系统.此种机器 人能捕捉鲜明的映像,并发送到中央监视室的视频摄像机,另外还带有温度传感器,湿度传感器,集音拾音器, 超声波距离传感器,检查员在远地可实时获得各种环境信息.图1表1[M02010 21 世纪机器人产业高度化的课题与作用调研报告 机器人产业长期预测[告, 日]/日本ロボツト工业 会‖21 世纪におけるロボツト产业高度化のための课题と役割に调查研究 ロボツト产业の长期ビジョン 1平成 12 年.―2000.―272p 日本机器人工业会综合了 20 年工业用和服务产业等领域的机器人产业的情况, 进行了中长期预测. 在工业 用机器人领域,叙述了国内外产业现状,应对用户的产业结构变化,技术现状和课题,对 21 世纪的机器人事业 进行展望.在面向新领域的机器人中,除了有希望的医疗领域以外,还展望了在生物工程,福利,灾害救助, 维护管理,海洋,教育,娱乐,农水产等有关领域应用的现状和可能性.图 85 表 54 参 31 [M02011 关于智能信息基础结构活用型个人机器人系统的开发可行性调研报告书[告,日]/日本ロボツト工业 会‖知的情报インフラ活用型パ`ソナルロボツトシステムの开发に关するフィ`ジビリティスタディ报告书 システム开发报告书 平成 12 年.―2000.―75p 受机械系统振兴协会的委托, 日本机器人工业会于 2000 年报告了上述可行性调研成果. 由于老龄化社会的 到来,以环境作为智能信息基础结构应用,大幅度简化机器人本体功能,探求实现个人机器人普及活用的可能 性.调查了有关技术的现状及动向,进行系统的必要条件整理,设计与机器人本体,智能信息结构,信息交换 系统的试制.从楼房,家庭,医疗等设施的智能化趋热来看,该机器人系统普及应用可能性很大.图 57 表 14 参 9[M] 管理规划与预测 0202012 面向未来的大型机器人计划 产业科学技术研究开发&微机械技术的研究开发&[刊,日]/本间一弘, 石川雄一‖日本ロボツト学会志.―).― 通产省实施了 1991 年度开始的 10 年计划,本文介绍了项目的概况和现状及成果.该项目对发电设备用高 功能维修系统,微型工厂,体腔内诊断治疗系统三个具体系统的实现进行研究,介绍了管内自动行走环境识别 系统,细管群外部检查系统,机器内部作业系统,微型加工装配厂系统等成果.图 4[M02013 面向未来的大型机器人计划 开拓未来的学术研究 微机械电子学,轻机械[刊,日]/周村弘之,井 上博允‖日本ロボツト学会志.―).― 日本学术振兴会作为事业推进从 96 年开始了大型机器人计划, 本文介绍了微机械电子, 轻机械研究领域的 研究概况.该研究领域设置了五年计划,由 4 个项目组成.作为微轻机械综合体,叙述了高级生物体功能机械, 由多个不同要素组成的分布型微机械,具有柔软形态功能的软机械中的软机械学与人有机械友好性生活支持福 利机器人学等 4 个项目的具体内容.图 2[M02014 面向未来的大型机器人计划 机器人世界杯战略 研究项目意义及价值[刊,日]/浅田稔,北野宏明 ‖日本ロボツト学会志.―).― NPO 机器人世界杯日本委员会介绍了推进机器人世界杯的战略构想, 陆标项目的意义, 机器人足球的内涵, 联盟结构,基本研究课题.活动的开始是机器人足球比赛,学术会议,教育程序,技术信息发布,现在是将其 技术用于灾害救助的机器人世界杯救灾,并扩大到培养下一代研究人员的&机器人世界杯初级者&活动.主要 研究课题有视觉,移动机构,学习,进化,团队,状况识别等.图 2 表 2 参 8[M]二机器人与操作器的一般概念遥控机器人0202015 多肢体自位移动机器人研究进展[刊,中]/钱晋武,何永义,程维明//高技术通讯.―). ―109~110,108 阐述了自位机构原理,多肢体机器人运动动力性能和自位机器人系统样机研究过程中取得的主要进展.研 制成的机器人自位机构可望应用于在易倾覆的复杂地形上行走的自主移动机器人中,以完成诸如外星考察,地 震救灾等作业任务. 0202016 虚拟现实辅助机器人遥操作技术研究[刊,中]/刘伟军,朱枫,董再励//机器人.―).― 385~390 以水下机器人的遥感作业为应用背景, 提出并实现了虚拟现技术和视觉感知信息辅助机器人操作实验系统. 该系统使用了CAD模型和立体视觉信息完成遥操作机器人及其作业环境的几何建模和运动学建模,实现了虚拟 作业环境的生成和实时动态图形显示,采用了基于立体视觉的虚拟环境与真实环境的一致性校正,图形图像叠 加,作业体与环境位姿关系建立,基于网络的监控通讯等关键技术.在这个实验系统中,操作人员可利用所生 成的虚拟环境,在多视点,多窗口作业状态图形和图像显示帮助下,实时动态地进行作业观测与机器人遥操作 与运动规划,为先进遥操作机器人系统的实现提供了经验和关键技术. 20202017 悬索驱动的新型柔性并联机器人[刊,中]/王文利,段宝岩,彭勃//控制理论与应用.―). ―328~332 介绍了500米口径球面射电望远镜FAST馈源支撑结构创新设计方案,该方案采用六根悬索和馈源舱构成的 新型柔性并联机器人系统.建立了柔性机器人系统的逆动动学模型,设计并制造了该系统的5米模型.实验结果 表明这种新型柔性并联系统在原理上是可行的. 0202018 移动机器人的自学习导航策略[刊,中]/李强,林良明,颜国正//上海交通大学学报.―). ―779~782,786 针对标准Q学习收敛较慢的缺点,采用多步Q学习算法,为解决连续过程的学习问题,采用CMAC神经网络 对连续状态空间进行泛化,讨论了基于CMAC的多步Q学习算法应用于导航系统的实现方法,并与其他方法进 行仿真比较,结果了表明了该算法的有效性. 0202019 多智能机器人系统中的自适应导航算法[刊,中]/李智军,罗青,吕恬生//上海交通大学学报.―).― 根据机器人的运动方程,考虑移动障碍和机器人的速度信息及在它们与机器人之间3个方程的距离, 提出了 动态环境中控制机器人导航的算法,得出机器人避障最小距离,并针对环境中典型的情况进行理论分析.该算 法减少了机器人实时计算路径的花费,特别适用于机器人在复杂,动态环境中实时路径控制,所提算法的有效 性由实验验证. 0202020 从动轮式溜冰机器人原理与直线溜冰时的动力学性能分析[刊,中]/宋立博,吕恬生,袁池//上海交通 大学学报.―).― 综合轮式和腿式机器人的优点,提出基于溜冰原理的从动轮式溜冰机器人概念.讨论了大腿运动型和小腿 运动型溜冰机器人的结构图.以小腿运动型溜冰机器人为例,运用非完整约束存在时的广义Lagrange -Routh方 程推导了机器人直线溜冰时的运动微分方程,并讨论了机器人在各步态时的位姿,利用EXCEL 97进行了运动仿 真. 0202021 缆阵列机器人:理论与实验[会,英]/Ger- man,J.J.,Jablokow,K.W.,Cannon,D.J.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation(vol.3).― 缆阵列机器人是一种机器人机构,它利用多个受驱动缆来操纵物体.本文讨论了这类机器人的定义特征以 及相关的重要问题.详细给出了一个特殊的三缆型缆阵列机器人,包括运动学关系与动力学建模.利用所得到 的模型设计了一个滑动模式机器人系统,它对被操纵物体的质量不确定性具有鲁棒性,可跟踪一条指定轨迹. 给出了该系统的实验结果,它们表明,该机器人能够在几厘米的精度范围内跟踪一条轨迹,这对于许多工业应 用而言是相当好的性能了.详细讨论了这些结果,给出了未来的研究计划.图 4 参 13 0202022 多台移动机器人的最优制导系统[会, 英]/ Paromtchik, I.E., Asama, H.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Auto- mation(vol.3).― 我们正在针对室内环境中的多台移动机器人开发一个光学制导系统,本文介绍了我们的研究工作.该制导 系统利用环境模型工作, 与移动机器人进行交互, 利用激光指示器在地面上的光投影来指示机器人的目标位置. 移动机器人上安装了 CCD 彩色摄像机,通过处理其图像数据可以探测出激光标识,估算其相对坐标.机器人 的控制系统保证机器人向指明的目标位置精确运动.该制导系统不断指出目标位置,这些位置对应于机器人组 中某特定移动机器人的期望路线.讨论了这个光学制导系统概念以及所得到的运行结果与实验结果.图 9 参 11 0202023 移动机器人导航中基于规则的模糊穿越性指数[会,英]/Howard,A.,Seraji,H.,Tunstel,E.‖ Proceedings of the 2001 IEEE International Confer- ence on Robotics and Automation(vol.3).― 给出了一个基于规则的模糊穿越性指数,用来量化移动机器人穿越一个地域的容易度,其中机器人对从图 像数据中检出的地域特征进行实时测量.这些特征包括坡度,平整度,硬度与间断度,但不限于此.地形穿越 性的这种表示方法引入了一个直觉式的语言方法,用来表示那些对地形测量值中的不精确因素与不确定因素具 有鲁棒性的地形特征.利用一组实际图像数据测试并检验了这个地形评估法.这些测试说明了这个地形分类算 法在感知地形穿越方面的相关风险时的能力.图 8 表 2 参 10 0202024 利用示教与重现方法对室内环境中的移动机器人进行基于视觉的导航[会,英]/Tang,L.,Yuta,S. ‖Proceedings of the 2001 IEEE International Confer- ence on Robotics and Automation(vol.3).― 针对室内环境中的移动机器人,利用示教与重现方法给出了一个基于视觉的自主导航系统.该系统利用一 个全方位图像传感器来感知环境,抽取竖直边线作为特征线.它在示教阶段存储了一系列环境图像与机器人的 姿态.在重现导航过程中,系统计算所存储的图像与当前摄取的图像的机器人位置差异,然后确定跟踪示教路 线的轨迹.详细给出了算法,并用实验说明了该方法的有效性.图 8 表 1 参 6 30202025 恶劣地形上的安全导航[会,英]/Seraji,H.,Howard,A.,Tuustel,E.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Auto- mation(vol.3).― 给出了现场移动机器人在恶劣自然地面上的一个自主导航策略,它利用了模糊逻辑法与地面穿越性量度. 该导航策略由 3 种简单的独立行为组成:搜索目标,穿越地面,避障.利用适当的加权因子组合了这 3 种行为 的建议,用来生成最终的,由机器人执行的转向与速度命令.加权因子是利用模糊逻辑规则生成的,这些规划 考虑了机器人的当前状况.该导航策略不需要环境的先验信息,利用机载穿越性分析使机器人自主选择较易于 穿越的路径.在商用 Pioneer 全地形漫游器上运行了这个算法,做了现场测试,给出了结果.这些结果说明了 这些地形评估与模糊逻辑导航算法的实时性能.图 4 表 3 参 14 0202026 考虑传感器感知限制因素情况下室内移动机器人的探测与导航方法[会,英]/Romero,L.,Mora- les, E.,Sucar,E.‖Proceedings of the 2001 IEEE Inter- national Conference on Robotics and Automation(vol.3).―
介绍了一个在室内环境中自主进行探测与导航的方法.该方法融合了一个局部策略,该策略与墙跟随策略 相似,它基于一个动态规划算法,在全局搜索框架内使机器人保持在障碍物附近.介绍了运行空间的概念,它 可以基于到障碍物的距离绘制网格单元的成本图.这个混合式方法利用了一些局部策略,它们考虑了传感器的 感知限制,且没有失去全局搜索的完整性.利用仿真型机器人与实际机器人测试了这个探测与导航方法,得到 了很好的结果.图 7 表 1 参 8 0202027 MEL HORSE 的开发[会,英]/Takeuchi,H.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Confer- ence on Robotics and Automation(vol.3).― 开发了 MEL HORSE, 用来研究四足机器人与双足机器人. 腿式机器人要想动态行走, 控制零力矩点(ZMP) 是必需的.传统方法在计算实际 ZMP 时需要进行优化计算,这很耗时.而且,如果它依赖 o线计算,则在执 行机器人实时控制时不能处理期望外的情况.本文介绍了使用了后退线控制法的 ZMP 控制法,后退线控制是 一种实时优化技术,用来处理上述问题.该技术可以实时自主生成 ZMP 参考轨迹.图 20 参 17 0202028 精确的移动机器人推测导航法的最优陆标模式[会, 英]/Amat, Aranda, Casals, J., J., A.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation(vol.4).― 本项研究的目标是确定最优陆标,用于 AGV 或移动机器人在装卸场所的精确定位任务.我们的目标是根 据计算机视觉确定定位系统中使用的不同模式陆标所能实现的精度.在不同的摄像机构形与相对于竖直轴的不 同曲折角下取得了一些图像,利用它们测试了不同的计算机视觉算法.作为这些误差的评估结果,我们建议使 用最受欢迎的双目模式,并利用最常用的分割识别法得到的限定误差.图 7 参 8 0202029 基于全方位感知的反应式视觉导航:路径跟随与避碰[刊,英]/Yagi,Y.,Nagai,H.,Yamazawa, K.‖Journal of Intelligent and Robotic Systems.―).―379~395 介绍了一个视觉导航法,它可以沿走廊或街道等人造路线为移动机器人导航.给出了一个图像传感器,称 作超全方位视觉,它有一个双曲面镜,对移动机器人进行视觉导航.这种感知系统能够实时获取机器人附近的 全方位视图.在人造路线情况下,地面与墙之间的路面边界是图像中的一个闭环曲线.机器人可以利用这种光 学特征避开障碍物,通过跟踪这条具有主动轮廓模型的闭环曲线沿走廊前进.介绍了在实际环境中做的实验. 图 12 参 11 0202030 自主移动车的一个新型导航方法[刊, 英]/ Ye, Wang, C., D.‖Journal of Intelligent and Robotic Systems. ―).―361~388 针对未知环境中的自主移动车,给出了一个新型导航方法.该导航器由避障器(OA) ,目标搜索器(GS) , 导航监督器(NS)与环境评估器(EE)组成.NS 利用局部环境信息与全局环境信息评估 OA 与 GS 推导出的 模糊动作,并通过模糊集合操作对这些动作进行融合,生成一个命令动作,根据命令动作通过非模糊化处理确 定最终的动作.EE 为 OA 与 NS 调节模糊集合的支持措施,从而提高了该导航方法的能力.仿真表明,该导航 器能够在各种未知的或部分已知的环境中成功完成导航任务, 其处理移动障碍物的能力令人满意. 更重要的是, 其动作平滑,对传感器噪声具有极好的鲁棒性.图 23 表 7 参 39 0202031 基于传感器的移动机器人室内环境导航法[刊, 英]/Maaref, Barret, H., C.‖Robotics and Auto- nomous Systems.―).―1~18 研究了移动机器人在未知的或部分已知的室内环境中的导航问题.开发了一个未知环境导航法,其基础是 将一些基本行为组合起来.利用模糊推理系统实现了这些行为中的大部分行为.该导航器将两种避障行为结合 起来,一个用于凸障碍物,另一种用于凹障碍物.利用零阶 Takagi-Sugeno 模糊推理系统生成&到达无碰撞空 间中部&及&沿墙行进&等基本行为是极其简单自然的.然而,人们总是担心利用简单的人类经验推导出的规 4则或多或少是准最优的. 这就是为什么我们要自动得出这些规则的原因. 使用了一个基于逆传播型算法的技术, 它可以通过使成本函数最小对模糊推理系统的参数进行在线优化.在不使用任何经验方法只从实验数据抽取一 组规则时,这最后一点特别重要.环境部分已知的情况下,我们借助一个混合式方法来利用全局导航策略与局 部导航策略的优点.我们对实际景物与所存储的景物进行在线比较,基于一个模糊推理系统对这些策略进行协 调.路线规划是利用可视图及 A*算法进行的.实现了模糊控制器,一方面,利用虚拟机器人在理论环境中跟随 所规划的路径,另一方面,当实际环境与所存储的环境局部一致时进行实际机器人导航. 在微型机器人 Khepera 上运行了这两个方法,该机器人装备了粗略传感器.所得到的结果很好,证实了模糊逻辑法对于传感器缺陷的 鲁棒性.图 22 参 31 0202032 利用多个远距离操作器的协调作业实验[会,日]/大明准治,桥本英昭,尾崎文夫‖日本ロボツト学 会学术讲演会予稿集.―).― 开发出远地人通过通信网络远距离操作存在一个作业空间的多个机器人,完成协调作业的系统,并做了实 验.在操作地点设置有主控制器,图像仿真器与远距离作业监视装置.在操作地点用 1.5Mbps 的 ISDN 线路发 送和接收图像与控制信息,用图像监视作业情况,用仿真器确认作业情况,用主控制器操作操作地点的从动臂. 用左右臂进行远距离卸螺栓实验,确认了该系统的有效性.图 4 参 2[M02033 具有发射综合论的运动发生功能的 2 足步行机器人[会,日]/松浦俊,和田充雄‖日本ロボツト学会 学术讲演会予稿集.―).― 两足步行机器人具有由发射和 CPG(中枢模式发生器)组成的运动发生机构,采用神经元网络模型化,给出 其仿真结果. 介绍了各关节(电机)的三层神经元网络和 CPG 组成的运动发生机构模型和实际机器人的实验用仿 真模型,在利用求出的网络进行控制中,机器人三步进产生递转问题.对从所给的步行模式求出的网络结构进 行分析,探讨构成的发射和 CPG 的规格.图 5 参 7[M02034 利用 4 足作业移动机器人操作物体[会,日] /小俣透,杉田贵英,中村浩治‖日本ロボツト学会学术 讲演会予稿集.―).― 在以 2 个足作为臂进行功能作业的 4 足机器人中,用臂的整体和本体接触物体,进行较重物体的抓握和操 作,分析此种情况的运动学和静力学,应用多指手的动力爪理论进行接触力和关节力矩的计算.探讨了多种作 业形态和运动学, 静力学及多点接触系统, 以举起物体为例, 叙述了没有臂的动力手爪. 4 参 4 [M] 图 0202035 基于蠕动爬行和循环步态的 4 足机器人的全方位步行[会,日]/富山隆志,MAS,和田英之‖日本ロ ボツト学会学术讲演会予稿集.―).― 关于 4 足步行机器人,将蠕动步态与循环步态组合,提出实现连续迁移的全方位步行方法.叙述了利用实 际机器模型进行实验的结果,由回转中心位置选择步态,足端的位置和轨迹规划标准步态的规划方法,连续点 态迁移模式和迁移顺序.用实验确认大致实现了全方位步行.图 3 参 7[M02036 关于自主移动机器人的长时间活动研究 5 运行一周继续重返充电基地的入出库实验[会,日]/羽田靖 史,油田信一‖日本ロボツト学会学术讲演会予稿集.―).― 为使自主移动机器人运动一周后复位和无故障行动,做了基础实验.3 轮自主移动机器人&山彦 Liv&每周 返回到设置在环境中的充电基地自主充电,导航 150m 需 10 分钟,山彦 Liv 有蓄电池管理功能,装有基地连接 用定位传感系统,带有入出库算法和故障处理程序,实验结果证明,实现了鲁棒性可靠性高的充电基地与机器 人的长时间运行.图 3[M02037 多足机器人的通用步行算法[会,日]/加藤宙,久保田幸,中谷一郎‖日本ロボツト学会学术讲演会 予稿集.―).― 提出通用静态步行算法方案,该算法不依赖足数,足配置等机器人的形态和移动方向,同时有耐足的故障 性,叙述其仿真结果.关于多足机器人的控制方法,对于基本步行动作来说,叙述了足运动方法,接地足的运 动,摆动足的运动.该方案一般可适用于 5 足以上的多足型静态步行机器人,给出了 6 足机器人的计算机仿真 结果.图 1 参 3[M02038 采用声纳传感器和智能空间的四足步行机器人移动系统[会, 日]大林真人, 沟口文雄‖日本ロボツト 学会学术讲演会予稿集.―).― 将适用于机器人空间的多个机器和多种传感器装在网络上,构筑一种智能空间.步行机器人与所带的传感 器并用实现导航.概述了 12 自由度 4 足步行机器人,环境内控制对象机器和网络.叙述了步行机器人的导航方 法.给出了用声纳传感器与臂保持一定距离的控制,用红外传感器进行位置校正的移动回转步行实验结果.图 4 参 2[M02039 多对象物的零力矩推操作[会,日]/原田研介,西山淳,金子真‖日本ロボツト学会学术讲演会予稿 5集.―).―59~60 在用机器人手搜罗多个对象物时,对于对象物间的接触和指与对象物的接触,考虑接触力矩变为零的点的 接触力的压紧作业称为零力矩推操作.本文首先将两个对象物模型化.分析并推导出零力矩点位置,接触力. 对其位置,接触力,分析并推导出对象物间,对象物与指间维持接触的条件.最后在对象物的代表点,考察了 指定目标速度的方法和使对象物加速的方法.图 2 参 4[M02040 动态通路环境中自律移动机器人导航方法[会,日]/高氏秀测,江丸贵纪,土谷武士‖日本ロボツト 学会学术讲演会予稿集.―).―325~ 326 包围机器人的环境在动态变化的通路环境中,当由人给出目的地时,需要使用自律移动到达目的地的导航 方法.作为实现机器人导航的方法,提出使行动规范型机器人具有环境知识,以快速行动为特征的导航方案, 用仿真确认了该方法的有效性.本文用实际制作的系统在实际环境进行了本方案的试验,以检验其有效性.图 3 参 2[M02041 用天井图像序列进行室内导航[会,日]/纸弘和,松本吉央,今井正和‖日本ロボツト学会学术讲演 会予稿集.―).―331~332 在办公室等室内环境,受周围人和阳光的影响,对环境的看法变化很大.本文为在此种环境实现机器人导 航,开发出用天井图像序列的导航方法,给出了自身位置辨识结果.本文提出用两种天井图像导航方法.基于 用天图像序列的路径表示的导航是有用的.还可确认,利用复原的天井图像进行大范围的自身位置辨识也是可 能的.图 8 参 4[M02042 采用三眼视觉的自律移动机器人导航 示教时自动抽取陆标和自律行走时修正自己的位置[会,日]/ 宫崎幸男,大矢晃久,油田信一‖日本ロボツト学会学术讲演会予稿集.―).―335 ~336 该项研究采用具有基本行走能力的自律移动机器人&山彦&实现在室内的导航. &山彦&是独立两轮驱动机 器人,操纵方式是 PWS.它装有指定直线和圆弧路径和跟踪功能的行走控制模块,采用三眼立体视觉传感器示 教和自律行走导航方案.对于具体决定示教和自律行走的算法,用实验确认其实现基础的三眼视觉传感器的性 能.图 6 参 3[M02043 采用图像信息的室内机器人导航 利用路径展开图像探讨自身位置辨识方法的实验[会,日]/桥场参 生,吉川毅,铃木慎一‖日本ロボツト学会学术讲演会予稿集.―).―337~338 提出将由移动路径上下左右的时序列图像生成的一维阵列让机器人记忆,与在行走时用同样方法得到的一 维阵列进行比较,求出机器人的位置的方法.本文考察了实际路径与记忆不同时的行走情况并做了实验,报告 了结果.还对利用路径展开图像进行位置辨识的方法进行了实验,改进辨识方法.结果,即使在路径不同的场 合也能对走廊的延伸方向进行位置辨识.该方法也可辨识横向位置.图 5 参 2[M02044 远距离协调型机器人系统研究 利用直辖市作业实验验证操作支持方法[会, 日]/神德彻雄, CHONG N-Y,大场光太郎‖日本ロボツト学会学术讲演会予稿集.―).― 在有大时间延迟通信网络上,多个操作者各自操作不同的机器人,研制出远地进行协调作业的远距离协调 型机器人系统.讨论了通信时间延迟带来的问题.以提高系统操作性为目标,提出几个操作支持方案.用两台 3 自由度机器人通过预想的积木整理作业的操作实验,验证了方案的有效性.图 3 参 2[M02045 异构主从操作器环境 1 力反馈的实现[会,日]/丸田善幸,王岛刚史,野中谦一郎‖日本ロボツト 学会学术讲演会予稿集.―).―127~128 近年来,随着人类活动范围的扩大,日益需要宇宙,海底等危险场所工作.该项研究通过主从操作器环境 的构筑和远地的高精度控制来满足上述目的.作为第一阶段,构筑以主臂作为实物,以从臂作为计算机图示的 主从臂环境.另外根据作业设想主从变为异构,考虑到异构主从臂作业范围的不同,为将从臂的可动作业范围 传递到主臂侧,应对位置速度的变化构筑出相应的力反馈型系统.图 4 参 2[M02046 面向订制个人机器人的开发 生物规范型机器人技术的应用[会,日]/木村浩‖日本ロボツト学会学 术讲演会予稿集.―).― 基于从目前进行的&生物规范型四足步行机器人的不平整地面动态步行&的研究中得到的知识,利用神经/ 筋骨系统的动态特性耦合,提出订制个人机器人的开发方案,并研制出原型样机.利用弹簧和神经系统的相互 作用,开发出可行走的四足机器人,以及靠本体运动能在水中游泳,在地上步行的小鱼儿机器人.关于涌现系 统的运动生成,自主功能,筋骨系统受动动态特性的应用,神经/筋骨系统动态特性的耦合等也进行说明.图 2 表 1 参 13[M02047 以动物足结构作为模型的足行走机器人的开发[会,日]/HYON S-H,上条敏,美多勤‖日本ロボツ ト学会学术讲演会予稿集.―).― 6动物在行走时,地面的垂直反作用力是自重的 1.5~2.5 倍左右,着地开始受很大的脉冲反作用力.正像许 多仿生学研究者指出的那样,动物吸收着地的冲击,为将其能量用于下次的跳跃上,积极利用足腱的功能.本 文关于动物的腱结构以向立足,2 足,4 足扩展为前提,提出新的足模型方案.作为原型样机,开发出一足行走 机器人,并做了详细说明.图 4 表 1 参 5[M02048 远距离操纵机器人的开发[刊,日]/佐藤修治,吉永胜彦‖建设の机械化.―2000,69.―17~23 采用通用建筑机械开发出可在现场简易使用的紧凑型远距离操纵机器人系统,说明了基本调查,接口的探 讨,实用机的制作及灾害时的出动等内容.此次开发的装置不是建设机械本体的改进,而是采用了可遥操作的 机器人臂.考虑到安装和搬运方便,实现了单元化.由于该设备在短时间内就可安装好,因此可以迅速应对灾 害的发生.图 15[M02049 采用人工陆标的室内移动机器人的自动行走及其应用[刊,日]/关启明,神谷好承,足津正利‖先端 加工.―).―15~19 说明了与人共存的移动机器人的两个位置检测系统.通过测量设在天井上超声波灯架和机器人的接收信息 传感器间的距离,如果预先给出灯架的位置,就能检测出机器人的位置和姿态.我们将该方法应用于电动椅子 自动/半自动行走方面.机器人利用摄像机看天井的两个标志求位姿.从高度 2.5m 的天井 500mm 间隔的两个标 志中心,在半径 2m 的范围,位置检测误差为±50mm.取 LED 亮灭前后的差分图像受人等的干扰较强.图 6 参 8[M02050 关于 GIS 机器人的试制和实验验证[会,日] /下垣丰,星野肇,渡边修‖地理情报システム学会讲演 论文集.―2000,9.―295~280 试制出 GIS 机器人,实验考察了系统实用化的可能性,并提出具体实用例子方案,叙述了系统的构成,实 验方法,结果和存在问题,展望了今后的发展.作为此种机器人的应用领域,可以考虑用于残疾人的导引和护 理,伺候小孩和老人,防灾管理及危险地区的检查,安全巡回警备等方面.图 3 参 4[M02051 遥操作环境操作者- 机器人间状况识别共享的交互设计及其分析[会,日]/堀口由贵男,さわら木哲 夫‖システム情报部门ツソポヅゥム讲演论文集.―2000,9.―261~266 作为遥操作环境中人-机系统新的交互形态,提出操作者和自主机器人间相互主导型交互方案.该方案对 于人的认知活动重视能动的侧面,是基于识别行为概念而提出的.用 Brunswik 的透镜模型和其扩展的 Kirlik 的 广义模型分析机器人遥操作环境,用提出的相互主导型交互的模型在两者的直接知觉,直接操作可能的变数间 相互制约,形成两者共享的模型.用此方法促进了圆滑协调,将此种模型装在机器人遥操作环境进行实际评价. 图 10 表 3 参 8[M02052 对于传感故障的鲁棒移动机器人的航迹推算法[会,日]/川岛洋之,桥本雅文,大场史宪‖计测自动 制御学会中国支部学术讲演会论文集.―2000,9.―78~79 作为移动机器人故障诊断系统的第一步,提出在诊断传感器故障的同时,即使传感器一部分有故障也可进 行位置推测的鲁棒航迹推算法(DR)方案.以有故障的机器人系统作为混合系统(SH)捕捉,基于 HS 状态推测法 之一的 IMM(相互作用多模型)构筑故障诊断方法.另外,根据实验机器人的实验结果验证了方案的有效性.图 6 表 1 参 2[M02053 自行车型移动机器人的开发[会,日]/樱井将树,安藤吉伸,水川真‖日本ロボツト学会学术讲演会 予稿集.―).― 介绍一种使用微型计算机自律行走的自行车型机器人及初步实验结果.该机器人的特点是,装有替人重心 移动的机构,用压电型振动陀螺进行车体倾倒时的角度检测.为进行与地面倾角检测,采用了加速度传感器进 行倒置控制.对硬件的构成,作为移动机构的操舵机构与重心移动机构,传感器,倒置控制等进行概述.从现 状来看,陀螺的效果不理想,需要进一步改进.图 6 参 3[M02054 移动机器人的车轮径,轮距自动标定用路线设计[会,日]/浜田航一,前山祥一,油田信一‖日本ロ ボツト学会学术讲演会予稿集.―).― 采用卡尔曼滤波器开发出推测自身位置用的测程计算用车轮径,轮距标定的行走路线设计方法.机器人由 陆标观测得到测程推定误差,并推测产生误差原因的轮径和轮距.提出将要推测的轮径轮距误差变为位置误差 的路线设计方法.用计算机仿真进行了定标实验,得到精确的轮径和轮距值,确认了该方案的有效性.图 4 参 2[M02055 具有多种移动形态的三维超冗余移动机器人的开发和控制 1 原型系统的开发和形态推移时的运动 规划[会,日]/龙川哲志,CHATTERJE E R,伊藤一之‖日本ロボツト学会学术讲演会予稿集.―). ―提出能够适应灾害现场和行星探测等环境的多种移动形态的机器人方案.介绍了试制装置的概况及运动规 划问题.该系统是采用单元串并联连接构筑的,可具有蛇型,车轮型,V 字型,桥型等多种移动形态.试制的 单元是 82×67mm,300g 重,具有用步进电机进行位置控制的 1 自由度关节.以移动形态作为移动时的运动规 划,利用遗传算法搜索各关节的目标角度时序列.图 5 参 2[M] 智能机器人 0202056 多智能足球机器人系统的关键技术[刊,中] /王文学,赵姝颖,孙萍//东北大学学报:自然科学 版.―).―192~195 本文以NEW NEU参加机器人足球世界杯赛(FIRA RWC99)的基于视觉型微型足球机器人系统MIROSOT为 背景,详细介绍了机器人足球的关键应用技术.采用模糊神经网络和自学专家系统的分层控制系统是当前机器 人足球系统的研究方向,具有人工智能的自主型步行足球机器人是足球机器人的长远发展目标. 0202057 足球机器人系统结构与关键技术研究[刊,中]/王文学,孙萍,徐心和//控制与决策.―). ―233~235 对当前各种足球机器人做了归类,并对其组成原理,系统结构以及关键技术进行分析,以使推动相关研究 工作的开展. 0202058 足球机器人系统的工作模型及通信行为[刊,中]/范辉,罗四维,韩臻//微型机与应用.―).―51~54 提出了足球机器人系统的三种工作模型,在此基础上基于Agent的思想分析了机器人足球比赛中的推理机 制,实现方法,讨论了Agent之间的信息通信及其消息原语的BNF定义. 0202059 基于因特网机器人系统的共用物体需求代理体系结构[会, 英]/Jia, Takase, S., K.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation(vol.2).― 由于老年人口不断增长,而照顾他们的人越来越少,我们提出了一个因特网遥控机器人系统,用来在家中 在护理人员离开的情况下帮助老年人与残疾人.分析了典型的遥控操作系统,利用 CORBA 设计了一个因特网 遥控机器人系统.详细介绍了该系统的特征,体系结构与运行.该系统使用户能够通过直觉式用户接口远程控 制机器人系统.客户端可以通过网络透明地激发应用服务器上的方法,不必知道应用服务器位于何处,应用程 序是用什么语言书写的以及使用的是什么操作系统.这是因为开发与运行该系统时使用的是 CORBA,是面向 分布式目标的应用程序.图 10 参 11 0202060 人形机器人 H6 的软件研究平台的设计与实现[会,英]/Kagami,S.,Nishiwaki,K.,Sugihara,T.‖ Proceedings of the 2001 IEEE International Confer- ence on Robotics and Automation(vol.3).― H6 人形机器人是作为一个研究平台开发的,用来研究人形机器人智能行为中的感知-动作耦合.H6 的特 点有:⑴本体具有足够的自由度,各关节具有足够的转矩来完成全身运动;⑵PC/AT 兼容的高性能机载计算机, 由 RT-Linux 控制,可同时实现从低级到高级的控制;⑶是独立的,通过无线以太网联网;⑷可实现动态步行轨 迹生成,运动规划与 3 维视觉功能.H6 可以用作共用测试台,测试智能人形机器人的各个方面.图 4 参 17 0202061 具有重构与修复能力的机器人组[会,英]/ Bererton,C.,Khosla,P.K.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Auto- mation(vol.3).― 我们认为,未来在遥远的行星上以及地球上的恶劣环境中将会使用自足机器人的大型集群.这种集群极需 具有的一个性质就是机器人相互修复的能力.为实现自主修复,我们设计了一台机器人,它能够替换类似机器 人的模块.最终的系统是遥控式的,在测试台上完成了拆除/替换操作.讨论了这种系统的设计折衷方案,以及 开发自足机器人集群所需的一些步骤.图 5 参 22 0202062 一系列紧致型人形机器人的设计与制作及双足机步行控制策略的开发[刊,英]/Furuta,T.,Tawara, T.,Okumura,Y.‖Robotics and Autonomous Systems.―-3).―81~100 工程系统实验室的 ESYS 人形机项目设计并制作了紧致型身体人形机器人并在这些机器人上运行了各种双 足机移动控制策略.所制作的紧致型人形机器人从 Mk.1 到 Mk.5,文中讨论了其设计概念与硬件说明.针对双 足步行控制,提出了 4 个双足机移动控制策略,它们各有优点,如通用性,能量效率高,硬件装载平滑,实时 生成步法等.在所制作的人形机上运行了所提出的双足机控制策略,实现了双足机 3 维动态行走.报告了对这 些控制策略所做的评估实验的结果.图 26 表 3 参 13 0202063 人形机器人的连续交互:集成观点――自适应性,冗余性与柔性三合一[刊,英]/Cheng,G.,Nagakubo,A.,Kuniyoshi,Y.‖Robotics and Autonomous Systems.―-3).―161~183 我们认为,只有多集成式人形机器人系统才能出现与人相似的响应.给出了一个人形机器人――上体人形 8机器人,它装备了主动实时立体视觉,用来进行空间收听的声音系统以及本体感受系统,还装备了高性能电机 控制系统.我们的研究领域是人形机器人的连续交互领域,包括与环境的交互以及与人的交互.给出了与连续 多个刺激进行交互,同时生成有效响应的方法.文中说明,利用一个较简单的机构进行集成可以实现一个响应 性很好的系统.从而,给出了一个系统,它能够利用冗余性实现适应,而且在集成时具有柔性.目前,我们正 在开发一种新的人形机器人系统,用来实现复杂的连续交互.给出了该人形机器人的一个连续交互实例.该系 统能够在一个未做改动的环境中利用视觉跟踪一个人,实时模仿该人的上体运动,跟踪声源(空间定向) ,并能 以柔性方式进行物理处理.介绍了这台人形机器人的各个子系统及其实验结果.图 12 参 47 0202064 设计人形机器人的新范例― ―认知发展机器人学[刊,英]/Asada,M.,MacDorman,K.F.,Ishi- guro, H.‖Robotics and Autonomous Systems.―-3).―185~193 提出了认知发展机器人学(CDR) ,作为设计人形机器人的新原理.该原理可以给出一些方法,超越目前 自然科学与社会科学的解释水平,理解人类.而且,由于人形机器人具有多个自由度和多个感知模态,因此作 为设计人造生物的重点方法仍然前景看好,但它面临着可标定性的难题,在一些较简单的领域走上歧路.我们 检验了这个新原理的潜力,考察了未来对于 CDR 可能很重要的一些问题.图 3 参 33 0202065 Waseda 大学的人形机器人:Hadaly-2 与 WABIAN[刊,英]/Hashimoto,S.,Narita,S.,Kasahara,H. ‖Autonomous Robots.―).―25~38 介绍了 Waseda 大学人形机器人研究所开发的两种人形机器人.Hadaly-2 将环境认知能力与视觉,交谈能 力(语音识别,语音合成)及手势行为集成起来,旨在实现与人的信息交互.它还具有一些能与人直接接触的 物理交互功能,可做出一些对人很柔和,安全的行为.WABIAN 是一种完全采用人形的机器人,能够双足行走, 像人一样地携带物品.而且,它还具有适于家庭使用的信息交互功能.图 15 表 1 参 19 0202066 野外自律行走机器人研究[会,日]/三谷洋一,粟木作公,山下透‖日本ロボツト学会学术讲演会予 稿集.―).― 为实现工厂,土木工程现场,飞机场等输送,警备各种作业的省力化,研制出在路面上自律行走的机器人 实验机,并进行了自律行走的实验.将基本的路径跟踪动作与障碍物回避动作组合起来实现自律行走.为此又 附加了形状识别,颜色识别,自身位置推测与行走判断等功能.在墙壁,围墙,未铺的路,狭窄路中做了跟踪 实验和回避障碍物实验及长距离行走实验,确认其功能和鲁棒性.图 5 参 2[M02067 手足综合型机器人的开发 3 全方位移动[会,日]/高桥裕也,新进健生,前秦志‖日本ロボツト学 会学术讲演会予稿集.―).― 为进行灾害救助和建设作业,将作业和移动综合,开发出有 6 只足,并以本体为中心每 60°间隔呈放射状 配置的机器人,探得了全方位步行控制方法.驱动器采用无线伺服控制,即用外部的控制计算机无线控制.各 足上加有 3 个回转关节的 4 自由度手爪.第 1 关节为水平,第 2,3 关节为垂直回转.动作角度为 160°左右. 采用对称结构,用 60°划分的程序进行 6 次交换.实现了行程,稳定裕度大致一定的全方位步行控制.图 6 参 3[M02068 与人共存的机器人停止形态和安全条件[会,日]/池田博康,杉本旭,齐藤刚‖日本ロボツト学会学 术讲演会予稿集.―).― 在一般工业机器人中的停止状态,采用维持停止位置的方法.机器人本身做出主动的高刚性的位置保持状 态.而常常需要与人交互的共存型机器人,为产生顺应人的条件,需要采用被动的停止状态.因此,将机器人 想定的停止状态,根据其形态进行分类,探讨每种状态所要求的机器人安全条件.另外,还谈及了基于这些安 全条件的停止手段的结构.图 2 表 2 参 3[M02069 类人机器人&才华 3&的上半身设计[会,日]/近野敦,古田友之,内山胜‖日本ロボツト学会学术 讲演会予稿集.―).―589~590 开发出类人机器人&才华 3& ,大幅度减轻了机载蓄电池.本文叙述了类人机器人&才华 3&的上半身设计 内容:⑴才华 3 的设计规格;⑵才华 3 的上半身设计(躯体设计,臂的设计);⑶对设计改进的考察.该研究的 首批研究经费得到 1999 年度立石科学技术振兴财团的研究资助.图 4 表 2 参 5[M02070 关于类人机器人头部的视觉研究[会,日]/靠诤肫彰,武野纯一‖日本ロボツト学会学术讲演会予 稿集.―).―603~604 说明了近似人视觉能力的视觉系统和模仿人的视觉动作的视觉结构.给出了新视觉系统的模型图.还说明 了视觉部分的机械结构和动作(主摄像机周边摄像机),虚像和遮断区域,新的视觉系统等内容.图 4 参 3[M02071 福利设施自主型搬运机器人的开发 系统结构和实地评价实验结果[会,日]/吉川毅,桥场参生,铃 9木慎一‖日本ロボツト学会学术讲演会予稿集.―).― 随着老年化社会的到来,福利设施护理作业负担增大.因此希望开发出能代替护士作业的福利机器人.为 减轻护士的负担,开发出能在多个房间巡回的饮料配送服务自主手搬运型机器人.为评价和验证该机器人的性 能,在养护老人的房间进行了实地实验.说明了自主行走功能,饮料配送服务功能等机器人的概况,以及对服 务人员及入居者的调查情况.图 5 表 2 参 3 [M02072 人形机器人人手 Gifu Hand 的产学联合开发[会,日]/下村尚之,川崎睛久‖日本ロボツト学会学术 讲演会予稿集.―).― 作为柔软物体操作研究用平台,产学联合开发出可广泛应用的内装伺服电机的人形机器人手 Gifu Hand. 叙述了 Gifu Hand 开发目的,经过和产,学联合中存在的问题.说明了 5 指手,4 关节 4 自由度拇指,4 关节 3 自由度指,共计具有 20 关节 16 自由度的 Gifu Hand 的大小,拇指相对性,伺服电机的内装方法,单元化,力 觉传感器,触觉传感器等特征.图 4 参 7[M02073 人形发话机器人的开发 母音发声的实现[会,日]/西川员史,浅间弘一郎,林宏树‖日本ロボツト 学会学术讲演会予稿集.―).― 开发出带有发音器官(肺,声带)和调音器官(舌,唇,齿,鼻),模拟人发声动作的说话机器人.用它可实 现与人同样发声,明确了用计算机仿真解释困难的发声系统的机制.说明了共有 14 个自由度的发声机构,用曲 柄机构和线组成的调音器官,口腔声道控制方式,母音器官发声实验结果等.采用机构的改进和控制系统的完 善也可以进行子音发声和连续发声.图 4 参 7[M02074 未来意向大型机器人计划 超机械系统研究 东工大 COE 计划[刊,日]/广濑茂男,美多勉,古田胜 久‖日本ロボツト学会志.―).― 作为日本文部省化学研究费 COE 研究项目, 介绍了 1997 年至 2002 年 5 年的研究情况. 该项研究的目的是, 开发出目的和环境一致,能自主改变形态和功能的高性能机械系统(SMS).介绍了控制论机械的开发,新功能 的开创,动态功能设计理论体系三方面研究内容,作为综合化 SMS 和 SMS 学的体系化,介绍了预研中的几种 机器人系统.图 6 参 5[M02075 未来意向大型机器人计划 东北大学风险事业实验室 传感器与微机械的研究开发[刊,日]/江剌正 喜‖日本ロボツト学会志.―).― 介绍了上述的研究题目和研究概况.作为微型加工介绍了反应性离子腐蚀(DeeRIE).作为微型驱动器介绍 了分布型静电驱动器,集成压电驱动器,微型涡轮机等.作为微型探头介绍了原子显微镜探头等.另外对封装 机械量传感器及其他内容也做了说明.图 8 参 14[M02076 未来意向大型机器人计划 与人协调共存型机器人系统[刊,日]/井上博允,比留川博久‖日本ロボ ツト学会志.―).― 作为通产省工业技术院的计划, 介绍了从 1999 年开始的为期 5 年的与人协调共存机器人系统的研究开发概 况及开发的平台.该计划是平台提供型的新计划.用前期的 2 年开发出平台.叙述了由类人机器人,遥操作舵 手座,虚拟机器人平台组成的系统内容.后期 3 年用平台进行应用研究.图 7[M02077 机器人世界杯足球中局部目标识别行为价值函数的设计[告,日]/入泽达矢,乾伸雄,小谷善行‖情 报处理学会研究内容.―-4)].―47~54 足球可以认为是通过与伙伴协调实现目标的体育运动.因此,机器人足球是作为多智能体研究的标准问题 的最优博弈之一.机器人足球世界杯就是将此研究成果用于竞赛场合.本文提出根据球的位置设定局部目标, 设计局部目标行为-价值函数的方案,为证实局部目标行为-价值函数的有效性,采用 TD 方法进行学习实验. 图 3 表 2 参 8[M02078 基于 4 维地理信息系统的救助机器人的开发 5 融合地理信息和 GPS 测位值的移动机器人导航[会, 日]/儿岛隆生,x山满则,松野文俊‖地理情报システム学会讲演论文集.―2000,9.―269~274 以移动机器人在室外环境中导航为目的,提出融合地理信息和 GPS 测位值的自身位置辨识方法和导航方 法.给出了导航算法,GPS 观测点的辨识方法,陆标观测点的辨识方法及检测处理,系统的构成和实验结果. 对 GPS 观测点及陆标观测点的自身位置补偿精度和导航算法进行验证.图 12 参 9[M02079 四轮操舵型足球机器人的开发[会, 日]/筑地修一郎, 中泽和夫, 吉田和夫‖日本机械学会机械力学 计 测制御讲演论文集.―2000,1.―19~24 作为柔软机器人研究开发的一个环节开发出 4 轮操舵型足球机器人.该机器人的行动生成方法采用了模糊 状态图, 开发出能根据视觉信息和情况实时修正轨迹的控制系统, 该方法生成 4WS 型约束的转动操舵少的行动. 将该方法与以往方法进行比较,用计算机仿真和实验证实其有效性.图 6 参 9[M微型机器人 0202080 面向生物工程的微操作机器人机构型综合研究[刊,中]/于靖军,毕树生,宗光华//北京航空航天大学 学报.―).―356~360 首先针对微操作的特点,提出了面向生物工程的微操作机器人机构选用与设计准则,列举了各种可能的3 自由度并联机构形式,运用螺旋理论对3自由度平动并联机构综合的机理作了分析与解释.在此基础上,对3自 由度平动并联机构进行了型综合,定性地分析了各类机构作为微动机器人机构所具有的优缺点,从而选择出适 用用于生物工程领域微操作的机型,最后给出了机构的CAD模型和实体模型. 0202081 用于亚原子级质量标度操作的 3 腿无线微型机器人[会,英]/Martel,S.,Sherwood,M.,Helm,C. ‖Proceedings of the 2001 IEEE International Confer- ence on Robotics and Automation(vol.4).― 我们提出将设备以微型无线指导机器人的形式作为样品,称作 NanoWalkers.利用 NanoWalker 机器人法, 通过随意地添加,替换或去除机器人可以极快地调节设备与产量要求.本项目旨在开发一个有效的柔性环境, 我们相信这个环境将会改变药品,生物与材料方面的发送与表征方式.图 9 参 17 0202082 利用多台微型机器人在 SEM 中进行柔性微处理[会,英]/Aoyama,H.,Fuchiwaki,O.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation(vol.4).― 介绍了新近开发的柔性微处理系统,它由 1 英寸大小的机器人辅助,用于扫描式电子显微镜(SEM).介绍 了由压电元件与电磁体构成的小型机器人的基本性能,然后考虑了磁场性质,以防止磁通量造成 SEM 图像扭 曲.为了搬运一些小型物体,我们还在机器人中使用了由双压电晶片元件驱动的静电微操作器.机器人上的小 型滑动台能够在 SEM 焦点处精确地搬运它们.这种布置可以在舱内任意点实现 X-Y 精确定位.在样本台上, 其它小型机器人的微操作器可同时拾放小型物体.此外,我们还利用纤维引导式 YAG 激光形成微小的物质磨 损.借助 SEM 图像的实时监测与 PC 辅助接口,操作员很容易控制各台小型机器人.图 22 参 7 0202083 在扫描式电子显微镜(SEM)中作为纳米级定位器与智能钳的可遥控式微型移动机器人[会,英]/ Schmoeckel,F.,Worn,H.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation(vol.4).― 扫描式电子显微镜方面的许多研究都要使用微操作工具,这些工具要能柔性地,舒适地使用,来搬运和定 位从几毫米到几分之一微米大的物体.本文针对压电驱动器的特殊行为与极其不同量级(100nm,100mm)的搬 运任务的挑战,提出了利用遥控操作对微小的移动式微型机器人进行控制的某些问题.为了使遥控钳具有某种 低级&智能& ,我们开发了一个以 SEM 作为传感器系统的控制回路.在不同的开环搬运实验中,所采用的 6 维 鼠标表明,它是一个令人满意的直觉式用户接口.图 8 参 7 0202084 使用离子聚合物金属复合材料驱动器的微型游泳机器人的效率[会,英]/Laurent,G.,Piat,D.‖ Proceedings of the 2001 IEEE International Confer- ence on Robotics and Automation(vol.4).― 综述了毫米级的鱼型推进技术,以便制作高效率的微型游泳机器人.首先,对鱼型推进进行了机械研究. 我们使用的机械模型表明,波动运动比振荡运动更有效.我们将这些理论结果用于通过两鳍拍打进行推进的微 型机器人的设计与实现.鳍由一种称作 IPNC(离子聚合物复合金属)的换能器材料驱动.利用实验结果检验了 我们的微型机器人理论模型.最后,提出了一个改进型微型机器人,它的效率更高.图 12 表 1 参 16 0202085 微细作业的基础技术和最近的课题[会,日] /新井史人‖日本ロボツト学会学术讲演会予稿集.― ).―79~80 将处理对象物的大小和要求的精度在 1mm~1nm 的范围的作业称为微/纳米作业.近年来,由于微细作业的 需要,微系统的构筑与修复,生物领域的细胞和 DNA 等操作的需求急速增长.目前,关于微细作业用系统的 研究已经从简单的装置和控制级的研究发展到有关系统化的研究.本文说明了操作环境和操作形状的分类,空 气中与真空中的微细作业,液体中的微细作业.图 2 参 7[02086 微机械群集合模式形成法 形成速度的高速化和自修复功能的实验[会,日]/下村芳树,莲沼仁志, 稳野一宪‖日本ロボツト学会学术讲演会予稿集.―).―99~100 微机械从其尺寸来看,很容易进入狭窄部分.利用此优点可实现新的维护方式,使设备和发电设施不必停 止运行,微机械可以认为是此种维护方式的一个重要要素技术.本文说明了将多个小型化的多功能和性能限制 的微型机械协调应用,按希望的模式集合的控制与信息交换方法,谈及了利集群的潜在的冗余性实现形成模式 截断时的自律修复功能的方法.图 1 参 5[M02087 遥微操作中的个人定标[会,日]/佐野明人,藤本英雄,高井敏仁‖日本ロボツト学会学术讲演会予 稿集.―).― 远距离外科手术等场合需要遥微操作技术.通信延迟补偿和不同标度间的定标问题是个重要研究课题.构 11筑出可进行遥操作的控制系统.进行以操作者为中心的定标和个人定标.说明了由联机定标的 1 自由度直动型 主从系统组成的双向控制系统,分析了定标范围内的人的知觉能力.图 4 表 2 参 4[M02088 双向微操作中的操作性能评价[会,日]/ MURKAMI EAY,近藤敏之,伊藤宏司‖日本ロボツト学 会学术讲演会予稿集.―).― 医疗领域中,毛细管和神经的缝合或是微损手术正在应用微操作技术.为进行此类微细作业,缩小人的运 动,从手放大从环境受到的反力,操作者就不能操作微小对象物.然而在主手和从手的量纲不同的场合,期间 必须采用某种形式进行标度变换.在各自的定标规则中,分析人机系统的动作特性,进行微遥操作系统的整体 评价.图 3 参 6[M02089 移动机器人用微型阵列超声波传感器的开发[会,日]/加藤之郎,三好弘已,青柳诚司‖日本ロボツ ト学会学术讲演会予稿集.―).―373~374 超声波传感器多数用在机器外部环境的识别方面.该项研究的目的是,开发将 PZT 薄膜膜片并列排成阵列 状的微型超声波传感器.给出了完成的样品的接收信息波形.噪声电平与市售的双压电晶片同等程度.与市售 的传感器相比,音压仅是其 1/200,面积约为 1/1200.将来采用取多元件之和的输出方法可能实现实用化.图 6[02090 采用并联操作器的远距离微细作业支持系统[会,日]/安藤庆昭,权田晃平,桥本秀纪‖日本ロボツ ト学会学术讲演会予稿集.―).― 开发出进行微细作业的 6 自由度并联操作器和考虑人侧标度的力反馈带有能觉接口的远距离微细作业支持 系统.以触觉接口作为主装置,通过以太网操作从动装置高刚性并联操作器.末端执行器接收外界的力用 6 轴 力觉传感器测量,并向操作者反馈.在主动装置上,采用了串联机构 6 自由度触觉装置.根据基础动作实验, 可得到的操作器分辨率为 0.122m 左右.图 4 表 1 参 2[M02091 利用已有的操作器的宏微操作器系统的构筑[会,日]/永井清,三代健一郎‖日本ロボツト学会学术 讲演会予稿集.―).― 多数的工业操作器都是仅以手指的位姿控制为目的研制的.放在加工装配等环境完成作业不怎么称心.另 外,在加工装配作业之一的仿形作业中,正在验证宏微型操作器控制规则的有效性,本文将手指末端执行器加 在市售的操作器上,构筑新的宏微型操作系统方案.此外也谈及了基本的控制规则,基本规格,系统构筑方法 等内容.图 4 参 2[M02092 微型主动导管操作支持系统[刊,日]/GUO S‖STEP ねっとわ`く.―).―4~6 开发出能在生物体中自由圆滑通行的微型主动导管系统. 以形状记忆合金线和 ICPF(离子导电性聚合薄膜) 驱动器作为微型驱动器,开发出具有 2 自由度弯曲能力的主动导管.为根据 2 维图像信息进行 3 维操作,开发 出操作支持系统和视觉/力觉支持方法,试制出基本系统,用力觉支持实验证实了该方案的有效性.图 4 参 2[M02093 采用扫描型探头显微镜技术的双探针型纳米操作器方案[会,日]/平原清隆,桥本秀纪‖日本ロボツ ト学会学术讲演会予稿集.―).―87~ 88 用以扫描型探头显微镜(SPM)为代表的纳米探头技术的纳米操作,开发出将其用于纳米装配的双探针型纳 米操作器方案. 首先举例说明了双探针型纳米操作器要求的基本功能, 接着给出了实现其基本功能的主要结构, 由初级探头,二级探头,载物台,光位移检测显微镜结构和各自的基本驱动机构.最后以双探针方法的程序作 为方法顺序,叙述了具有独立扫描功能的双探针扫描顺序和操作器的扫描顺序.图 1 参 2 [M02094 扫描电子显微镜内部的三维纳米机器人操作器[会,日]/DONG L,ARAI F,FUKUDA T‖日本ロボ ツト学会学术讲演会予稿集.―).―81 ~82 随着纳米技术的进步,必须操作的物体越来越小,本文说明了在扫描电子显微镜内部构筑的具有两个单梁 的 10 自由度 3 维纳米机器人操作器. 调节加在原子显微镜单梁和样品基体间的电压, 由于物体不同的感应泳动 力得到有效控制,靠此感应泳动力的支持,能抓放直径为 1m 的聚乙烯念珠,用直径 3 微米和 1m 的念珠写 字,实现直径 40nm×长 7m 以下的个别多壁碳极小管的三维操作.图 10 参 3[M] 人-机器人系统 0202095 智能机器人系统中的人机交互:运行实例下的总体考虑[刊,英]/Tzafestas,S.G.,Tzafestas,E.S.‖ Journal of Intelligent and Robotic Systems.―).―119~141 本文旨在对机器人学中的人机交互问题进行一般性的一致讨论.首先,给出了智能人机接口(HMI)的通 用结构.然后,回顾了自然语言接口的类型.接着,考察了图形 HMI 的类型,并将图形 HMI 与虚拟现实系统 12装置结合起来.最后,考察了基于力感知/触觉的 HMI,其中包含操纵杆,力反映装置,外骨骼触觉装置以及灵 巧臂主动装置.最后,给出了在各种机器人系统与应用领域中运行 HMI 的五个实例.图 17 参 57 0202096 从人机交互建模到构筑自主系统的新概念:一个面向现象工程的方法[刊,英]/Sffker,D.‖Jour- nal of Intelligent and Robotic Systems.―).―191~205 人机交互建模可以给出一些思路,将所开发的人与可正规化环境间交互的建模方法转移到工程系统,如移 动机器人,使它们在交互任务中具有某种自主性.这种新的智能控制法的一项重要任务就是对复杂的或未知的 情况做出自主的,问题等价的响应.这包含学习能力以及组织良好的动态存储器.5 参 11 0202097 机器人捕捉:动人的人-人形机器人交互[刊,英]/Riley,M.,Atkeson,C.G.‖Autonomous Robots. ―).―119~128 我们的重点是为人形机器人及虚拟人物建立有趣的,像人一样的行为.交互式行为是极其动人的.它们也 是挑战性的,它们要求为复杂系统确定满意的实时解,比如我们实验室的 30 自由度人形机器人.本文介绍了人 与机器人之间的捕捉行为.我们基于球的飞行运动生成球-手之间的冲击预测值,并生成人一样的运动轨迹, 将手移动到捕捉位置.我们利用一个动态系统法来生成运动轨迹,当系统需要时,利用运动基元生成新运动. 图 12 参 31 0202098 人-机器人交互的心理学分析[会,英]/Ka- nda,T.,Ishiguro,H.,Ishida, T.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation(vol.4).― 为使机器人在人类社会中工作,与人的交互是个关键问题.我们开发了一台基于视觉识别与人交互的机器 人.该机器人具有两个视觉系统:一个全方位视觉系统,用来获取必要的视觉信息;一个双目立体视觉系统. 双目视觉系统说明了机器人在看什么,不是用于移动的.凝视控制在人-机器人交互中起着重要作用.本文报 告了机器人的凝视是如何影响人对机器人的印象的.我们借助统计学上数量巨大的机器人观测者,采用了心理 学方法,语义差异法与因子分析法.对机器人印象进行了仔细的心理学分析,这在机器人学中是首次这样的实 验.通过实验,我们发现印象主要由 4 个因素组成:熟悉度,愉悦度,活动与性能.人的计算机技巧影响了它 们对机器人的印象.图 6 表 5 参 9 其他 0202099 基于 CORBA 的因特网机器人系统[刊,英] /Jia,S.,Takase,K.‖Advanced Robotics.―). ―663~673 介绍了一个因特网遥控机器人系统,用来在家中帮助老人与残疾人.本文分析了典型的遥控机器人系统, 利用共同目标需求中介体系结构(CORBA)设计了一个因特网遥控机器人系统.详细说明了该系统的特点,体 系结构与运行情况.该系统使用户可以通过直觉式用户接口远程控制机器人系统.客户端不必了解应用服务器 在何处,应用程序是用何种语言书写的,使用的是什么操作系统,就可以通过网络透明地激发应用服务器上的 方法.这是因为开发与运行该系统时,我们是针对分布式的,面向对象的应用程序选择 CORBA 的.图 8 参 11 0202100 象鼻机器人的分析与实验[刊,英]/Hannan,M.W.,Walker,I.D.‖Advanced Robotics.―). ―847~858 回顾了机器人的构筑以及它与生物操作器的比较. 利用我们以前设计的运动学模型描述了机器人的运动学. 最后,给出了该机器人的一些运动规划实例以及智能操作实例.图 8 参 21三机器人学的基本理论与方法机器人运动学与动力学0202101 基于线性变换的一般5R串联机器人逆运动学分析[刊,中]/杭鲁滨,金琼,杨廷力//机械工程学 报.―).―22~25 基于线性变换消元原理,提出了5R串联机器人逆运动学分析的一般方法:仅用3个原始运动学方程(传统方 法用4个方程)导出了只含1个变元的多项式方程; 该方法适用于一解亦适用于多解问题; 揭示了其装配构形数目 与系数矩阵内在联系;5R机构的装配条件对6R串联机器人逆运动分析将具有重要意义. 0202102 并联机器人动力学的子结构Kane方法[刊,中]/刘敏杰,田涌涛,李从心//上海交通大学学报.― ).― 基于Kane方法,提出了一种适合建立并联机器人动力学方程的子结构Kane方法.该方法将并联机器人的各 个杆件看作是独立的子结构,针对每个子结构建立各自的动力学方程,根据子结构之间的约束关系构成系统的 13约束动力学方程,最后运用正交补法或SVD奇异值分解法消去子结构之间的约束,形成系统的动力学表达式. 以Stewart平台机械手为例,说明了该方法的建模过程.与Newton-Euler方法,Lagrange方法及传统的Kane方法 相比,整个推导过程简单明了,最终构成的系统动力学方程非常简洁,计算效率高,适于并行计算. 0202103 机器人动力学模型的程序实现[刊,中]/陈丰,张振西,苏红//郑州工业大学学报.―). ―12~15 对刚性,串联,开环的机器人进行了动力学分析,建立了一般机器人的拉格朗日动力学模型,推导了拉格 朗日方程两边的计算过程,编制了自动建立多自由度机器人动力学模型的计算机程序,并与实际相结合,分析 了所研制的六自由度手控器的运动学动力学问题,为手控器的研制提供了理论依据. 0202104 一种三维移动并联平台机构的运动学分析[刊,中]/赵铁石,黄真//中国机械工程.―). ―612~616 介绍了一种能实现空间三维移动的并联平台机构――空间3-RRC机构.该机构结构简单对称,运动副少; 可用于运动工作台,并联机床等.分析了该机构的运动学,推导了速度,加速度正反解方程.与Stewart平台等 并联机构比,该机构的运动学解相对简单,计算量小,便于实时控制.通过典型输入时工作平台的位置,速度 及加速度的对应关系曲线,描述了该机构的运动学特性. 0202105 冗余度变几何桁架机器人动力学计算[刊,中]/徐礼矩,吴江//中国机械工程.―).― 697~699,717 应用模糊神经网络对机器人逆动力学模型进行辨识,将整个动力学模型系统分为三个子系统,分别采用三 个模糊神经网络系统对广义质量矩阵,向心力及哥氏力矩阵和重力矩阵进行学习,求解了冗余度四面体变几何 桁架机器人的逆动力学问题,并对四重四面体的变几何桁架机器人进行了仿真计算.
维抓握的运动学可行性分析[会,英]/Gu- an,Y.,Zhang,H.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation(vol.3).― 给出了一个解法,用来确定一个指定的灵巧手是否能够以受运动学约束的期望拓扑构形抓握一个多面体. 我们将这个问题称作运动学可行性分析.在本项研究中,我们利用手与物体拓扑特征之间的一组接触副定义了 一个期望抓握,表述了一个通用算法,它利用存在非线性约束的受约束优化法来确定可行性.首先,推导了一 些条件,使手能够做出期望接触,避免不必要的碰撞.这些条件是利用手与物体的构形变量以等式与不等式的 形式表示的,它们易于变换成一个受约束的非线性优化问题.给出了一些数值实例,来说明这个解法.图 10 表1参8 0202107 可重构机器人的闭式逆运动学求解器[会,英]/Chen,I.-M.,Gao,Y.‖Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Auto- mation(vol.3).― 基于指数积(POE)公式开发了非冗余可重构机器人的闭式逆运动学求解器. 其新颖之处在于利用 POE 简化 技术与子问题系统地,便捷地取得大量可能构形的逆运动学解.介绍了 3 种简化技术,用来简化 POE 方程.确 定并求解了包含这些简化方程几何解的 11 种子问题. 基于机器人关节的序列与类型, 求解出的子问题可以重新 用于不同机器人构形的逆运动学.该求解器可以处理自由度在 4 以下的所有机器人,90%的 5 自由度机器人, 50%的 6 自由度机器人以及具有棱形关节与旋转关节的常用工业机器人的闭式逆运动学.该求解器是作为 C++ 软件包运行的,利用一个实例进行了演示.图 16 0202108 移动操作器的连续逆运动学问题:动力学扩展中的一个案例分析[会,英]/Jakubiak,J.,Tchon,K. ‖Proceedings of the 2001 IEEE International Confer- ence on Robotics and Automation(vol.3).― 连续的逆运动学问题是指计算一个能够在任务空间中产生预定轨迹的移动操作器构形.我们采用了移动操 作器运动学的控制系统表示法,使该问题等价于一个精确或渐近输出跟踪问题,后者可以利用动力学扩展算法 来解决.我们将 3 自由度 RTR 操作器安装在运动学小车型移动平台上构成移动操作器,研究了它的连续逆运动 学问题.我们的主要结果是一个连续的渐近逆运动学算法,它利用了动力学状态反馈.利用计算机仿真检验了 这个求逆算法的性能.图 11 参 12 0202109 基于虚功原理对开式运动学链进行 O(N)正动力学计算[会,英]/Yamane,K.,Nakamura,L.‖ Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation(vol.3).― 针对具有 O(N)复杂度的开式运动学链,提出了一个有效的正动力学算法,其中 N 是指链中的连杆数.该 方法基于虚功原理,没有使用线性代数方面的理论和关节体惯性的概念.该方法的思路是从左侧连杆开始逐个 向根部添加连杆,评估各新连杆的约束力.该算法由两个迭代程序组成:从左侧连杆向根部计算约束力;从根 部向左侧连杆计算关节加速度.利用一些数值实例说明了该算法的效率.还讨论了与其它 O(N)算法的相似性 与差异.图 7 参 8 140202110 利用 Bernstein 多项式计算并行球形机构的正运动学[会,英]/Bombin,C.,Ros,L.,Thomas,F. ‖Proceedings of the 2001 IEEE International Confer- ence on Robotics and Automation(vol.4).― 求解 l 腿并行球形机构的正运动学基本上就是求解由 l-1 个 2 次多项式组成的系统.给出了以 Bernstein 形 式表示这些多项式时其控制点的递归表达式.这个结果给出了一个求解这些机构正运动学的技术,以 Bernstein 形式利用了多项式的子集与凸壳性质.与其它数值方法不同,该方法是很少提及的,尽管它也可以和间隔技术 分在同一类中,但它不需要做任何间隔算术计算.图 2 参 9 0202111 运动学存在缺陷的并行平台的有效逆动力学方法[刊, 英]/Li, Wang, Liu, J., J., X.‖Journal of Robotic Systems.―).―45~61 除通用的 6 自由度并行平台外,自由度少于 6 的并行平台也可用于机器人操作器的结构设计中.这些平台 的共有属性是,用来描述可移动平台位置方向的运动参数有 6 个,但独立参数少于 6 个.在其通用构形下,利 用安装在腿上的驱动器并不能实现平台的任意 6 维运动,因此存在运动学缺陷.由于存在这种缺陷,适用于普 通 6 自由度并行平台的逆动力学分析法不能直接用于存在运动学缺陷的并行平台(KDPP) .本文提出了一个能 够有效表示 KDPP 逆动力学的方法.利用该方法研究了 3 个不同的 KDPP,推导了它们的逆动力学公式.图 16 参 24
自由度平台微运动台的恒定雅可比矩阵运动学法[刊,英]/Zhang,W.J.,Zou,J.,Watson,L.G.‖ Journal of Robotic Systems.―).―63~72 研究了一种用来生成 100m 以内, 亚纳米级精度的末端执行器运动的装置; 特别是, 考察了生成平面 x-y-γ 运动的并行操作器构形.作为柔顺机构,运行了该平台操作器.并行操作器存在一个问题,那就是正运动学常 常很复杂,可能妨碍先进控制算法的实现.本文的贡献是基于柔性机构的伪刚体(PRB)方法开发了一个称作 恒定雅可比矩阵(CJ)法的简单方法.实验证实了 CJ 法的有效性.图 11 参 9 0202113 柔性操作器的相对度及其对跟踪控制逆动力学的意义[刊, 英]/Wang, G.L., Unbehauen, H.‖Robotica. ―).―33~48 重新检查了柔性操作器端点跟踪控制系统的相对度.构筑了一个受干扰的切断模型,给出了关于相对度不 清楚行为的一些新观点.它对于逆动力学的意义促使我们在切断所有柔性模式的极端情况下基于受干扰的切断 模型重新表述了逆动力学.针对逆动力学控制设计,考察了这种新表示法可能产生的新优势.图 10 表 4 参 34 0202114 使用 Gibbs-Appell 方程的机器人的逆动力学问题[刊,英]/Mata,V.,Provenzano,S.,Cuadrado, J.L.‖Robotica.―).―59~67 提出并检验了两个算法,这两个算法是用来求解基于 Gibbs-Appell 方程的逆动力学问题.这两个算法都是 利用主向量变量开发的,这些方程以递归形式表示.第一个算法的计算复杂度为 O(n2),是两个算法中效率较低 的一个;第二个算法计算复杂度为 O(n).该算法可与基于牛顿-欧拉运动方程的算法相比,并以类似的方式进 行表述,以递归形式使用主向量.所提出的 O(n)算法将用来求解 PUMA 工业机器人的逆动力学问题.图 3 表 4 参 15 0202115 冗余逆运动学解可靠性的一个二级优化策略[刊,英]/Musto,J.C.‖Journal of Intelligent and Robotic Systems.―).―73~84 提出了一个新的计算算法,用来选择最优的逆运动学解,对冗余机器人操作器中的姿态说明做出响应.上 一篇文章(参 9)提出了熵函数优化法,作为确定冗余逆运动学问题解的选择标准;文中还指出,明智地选择 关节值使此熵函数最小可以得到一个极其可靠的逆运动学问题解.利用一个简单的案例分析说明了这项技术, 其中建立了一个闭式表达式来描述操作器的姿态不确定性.本文提出了一项新的计算技术,使描述机器人操作 器定位不确定性的熵函数最小.这种二级表示法将基于可靠性的逆运动学表示法扩展到更复杂的操作器情形, 其中必须利用仿真技术来确定操作器的姿态不确定性.本文回顾了基于可靠性的逆运动学表示法,介绍了这种 新型计算算法,使描述逆运动学解可靠性的熵函数最小化,给出了 4 自由度操作器的一个运行实例.图 2 参 18 0202116 空间超冗余机器人的改进型逆运动学与速度解[刊,英]/Fahimi,F.,Ashrafiuon,H.,Nataraj,C.‖ IEEE Transactions on Robotics and Automation.―).―103~107 针对空间超冗余操作器,提出了一个有效求解运动学位置与速度的新方法.操作器手臂具有离散的连杆和 万向接头.我们利用主干曲线概念和一个模式方法来分解操作器的冗余度.研究了模式形状以及主干曲线在起 点处的坡度对作业空间的影响.文中指出,使用传统的模式形状限制了超冗余手臂的作业空间.引入了新的模 式形状,得到了一个改进型作业空间.介绍了一个简单有效的递归匹配法,不必再求解非线性代数方程组.该 方法还可保证在速度层上逆运动学问题存在解.考察了主干曲线的速度性质,针对空间超冗余手臂求解了逆速 度传播法.这个速度传播法是递归式的,可有效应用于任意数量的连杆.图 5 参 15 150202117 Z-DYNAFORM 通用多连杆系统动力学运算数据库的开发[会,日]/杉原知道,西胁光一,稻叶雅幸‖日 本ロボツト学会学术讲演会予稿集.―).― 作为 2 足机器人等动作生成的有用工具,开发出通用多连杆系统动力学运算数据库.说明了该数据库的特 点,软件组成,使用的计算方法,并给出应用实例.该数据库可用来处理由任意连杆构成的空间多连杆系统的 动力学运算.考虑到维护性,采用了 3 层结构.介绍了其结构和各模块的主要作用.作为其计算方法,叙述了 采用 Link 模块的逆动力学运算算法.图 2 表 1 参 5[M02118 采用虚拟工作原理可高速并行计算正动力学的方法[会,日]/山根克,中村仁彦‖日本ロボツト学会 学术讲演会予稿集.―).― 基于虚拟工作原理提出连杆系统高效正动力学计算方法.该方法是基于虚拟工作原理的 O(N)计算方法. 该方法的特点是适用于任意机构,不用特殊的线性代数方法和活关节体惯性,仅用通常的物理量就能计算.关 于无分支的串联机构叙述了串并联计算方法.图 1 参 4[M02119 车轮移动机器人的路径变化操纵中的动态稳定性考察[会,日]/吉田和哉,浜野博史,SHILLER Z‖ 日本ロボツト学会学术讲演会予稿集.―).― 以定量明确车轮型移动机器人行走稳定性为目的,明确了行走动力学,对正动力学进行分析.关于行走力 学的仿真的重要车轮和路面的接触模型化,叙述了路面垂直力和路面水平力的程式化.对 2 轮车模型利用动轮 速度差变更路径的仿真,对 4 轮车模型利用转向操作变更路径的仿真.确认,可以进行基本动作的再现和行走 性能评价.图 10 参 4[M02120 伴有约束的多体系统的约束稳定化研究[会,日]/金子一臣,小金泽钢一‖日本ロボツト学会学术讲 演会予稿集.―).― 提出伴有约束多体系统的动力学解法方案, 和计算机对完整和非完整约束的外衰减力学模型进行分析比较. 叙述了含拉格朗日非常数的微分方程式.作为原完整约束机构的仿真,对 6 种方法进行比较分析.对含不等式 约束与非完整约束的机构进行仿真.提高了约束稳定性.图 9 参 3[M02121 基于超冗余蛇型机器人动力学模型的单元设计[会,日]/松野文俊,茂木一贵‖日本机械学会ロボテ イクスメカトロニクス讲演会讲演论文集.―2000(4).―2P1.84.132(1)~2P1.84.132(2) 探讨了基于超冗余蛇型机器人的系统设计理论,根据单元具有的连杆数和车轮数定义单元类型.在指定冗 余度和输入数时,为使结合的整个系统成为可控制冗余系统,说明了决定单元及其结合数与形状可控制指数或 是冗余度的方法.不仅是基于运动学模型的单元设计,也谈及了动力学问题.另外,还说明了可控冗余蛇型机 器人的条件.图 3 参 3[M02122 冗余操作器的最优姿态问题及其解法[会,日]/生南隆态,白木浩一,田川圣治‖日本ロボツト学会 学术讲演会予稿集.―).― 冗余操作器的逆运动学是从手指可操作性等运动学观点以手臂姿态良好性评价函数作为目的函数,以手指 位置作为限制条件,可将非线性优化问题程式化.本文将利用区间分析的大域优化方法应用在上述的非线性优 化问题方面.用区间分析求搜索区域内的全部最优解,此外还能判断不存在解的情况.用区间分析救出的解, 由于变成区间不能得到实数解,为在区间解中决定适当的实数解,采用了割线法,可严密地求出最优姿态.图 1 表 2 参 4[M02123 采用复合三连杆机构的超冗余操作器的动力学分析方法及仿真[会,日]/木下崇志,小金泽钢一‖日 本ロボツト学会学术讲演会予稿集.―).― 对于人不能进入的场所的作业和障碍物多的场所作业,超冗余操作器(HRM)是非常有效的.本文提出采用 复合三连杆机构的超冗余操作器结构方案.说明了其准运动学的程式化和逆动力学中带加权的广义逆矩阵的给 出方法.用仿真确认,不使臂的全部电机工作也可实现超冗余驱动.提出了动力学分析方法,用仿真证实其控 制是可能的.图 6 参 3[M] 机器人设计理论与方法 0202124 超重环境桥架式直角坐标机器人的试验模态分析[刊,中]/温卫真,王之栎,宗光华//机器人.― ).―431~435,430 介绍了对自研制的桥架式直角坐标机器的试验模态分析.该机器人工作在超重环境(≥100g)下,试验中, 基于模态分析的基本原理,采用力锤激励法,多点激振单点拾振,通过变时基采样方法采集力信号和加速度信 号;利用DASP进行模态分析,得出机器人的前三阶模态参数. 0202125 虚设机构法正确性的论证[刊,中]/黄真,郭希娟//机械工程学报.―).―40~43 16并联机器人多回路非对称机构应用非常广泛,对其作运动分析一直采用应用很好的虚设机构法去建立其影 响系数矩阵,但虚设机构法的科学性并没有进行严格的论证.为了提供更广泛的应用基础,在这里对其合理性, 正确性进行了讨论,给出了理论上的证明. 0202126 基于对象模型的不确定环境下服务性机器人系统模型研究[刊,中]/邵鹏鸣,李成刚,吴翰声//机械工 程学报.―).―47~51 提出了一个基于对象模型的服务性机器人系统模型,描述了模型的实现方法,并介绍了在动态不确定环境 下实现任务规划的一种方法,这种任务规划方法模仿了人任务规划方式,选择最有可能成功执行的任务执行, 当环境发生意外变化或目标被改变时,它能够做出相应的反应,改变任务选择,同时这种任务规划方法对实现 人机接口特别有用. 0202127 Working Model FEA在GANTRY机器人模块化设计中的应用[刊,中]/翁盛隆,徐解民,张振龙//机械设 计与研究.―).―22~24 主要讨论了如何实现对较复杂截面形状零件的网格划分,提出了如何把较复杂截面形状零件转化成便于进 行有限元计算的零件模型的方法以及部件装配约束关系向有限元分析模型的传递及如何添加变形协调约束关系 等技术问题,并对原来的中文菜单文件作了一些修改,以便更易使用. 0202128 并联六自由度微动机器人机构的设计方法[刊,中]/刘辛军,汪劲松,高峰//清华大学学报:自然科学 版.―).―16~20 并联机构的对称性,高精度和高刚度等优点使其适合作为微动机器人机构,因此并联机器人的分析与设计 和方法可推广应用于微动机器人.研究微动机器人的机构的设计方法,建立了并联六自由度Stewart微动机器人 的空间模型,并分析了该微动机器人的机构尺寸与性能指标的关系,得到了各向同性,刚度性能图变,是探讨 微动机器人机构设计的有效分析工具. 0202129 基于Agent的分布式多机器人系统建模及分析[刊, 中]/陈仁际, 吴镇炜, 王韬//中国机械工程.― ).―667~671 进行一个多装配人系统DAMAS的模型研究,介绍离散事件动态系统的重要建模工具Petri网,提出解决模型 复杂性的有效方法,建立了系统中各个Agent及整个系统的Petri网模型.这些模型及相互间的交互模型进行了重 要的活性和有界性分析,以多机器人系统的协作机制进行了验证分析. 0202130 具有局部闭链机构的虚拟机器人运动学建模[刊,中]/张征,刘怀兰,张天浩//组合机床与自动化加工 技术.―2001,6.―17~19 分析了具有局部闭链机构的机器人运动方程的建立以及位姿正逆解的解析解法. 并以YASKAWASK16机器 人为例,研究了这类机器人虚拟模型的运动学建模问题. 0202131 操作可变形线物体时形状分叉现象的建模[刊,英]/Wada,T.,McCarragher,B.J.,Wakamatsu,H. ‖Advanced Robotics.―).―833~846 提出了一个系统化方法,用来对可变形物体建模.许多制造过程都要操纵绳与线等各种线形物体.在这种 过程中,要想成功地进行操作,事先在计算机上评估它们的形状很重要,因为即使在同一条件下这些物体的形 状也很容易发生变化.我们将这种即使在相同约束下也可能变形的情况称为形状分叉.本文针对包含形状分叉 的线形物体开发了形状的解析模型.首先,我们根据势能考察了形状分叉现象的机制.接着,根据势能局部最 小原理提出了形状分叉机制的一个假设.接着,表述了线形物体的势能及作用于它的几何约束.在几何约束下 通过势能最小化可以推导出物体的形状.然后,在势能最小条件下,建立了已变形线形物体的形状计算程序. 最后,利用我们的方法给出了一些存在形状分叉的数值实例.根据这些结果,我们认为,该方法精确地描述了 存在形状分叉的线形物体的变形形状.图 6 参 8 0202132 完整全方位移动机器人的动力学建模与控制[刊,英]/Yamada,T.,Watanabe,K.,Kiguchi,K.‖ Autonomous Robots.―).―173~189 最近,高机动性移动机器人的开发活动很活跃.我们曾提出一种完整的全方位移动机器人,它使用两个主 动式双轮脚配件, 我们还推导了该配件与移动机器人的运动学模型. 本文对这种移动机器人进行了动力学分析, 给出了它的控制法.这个动力学模型是基于作用于转向轴的力推导出的.然后,构筑了一个基于模型的分解加 速度控制器.利用一个机器人样机做了一些实验,还做了一些仿真,证实了该模型的正确性以及控制系统的有 效性.图 14 表 3 参 13 仿生学 0202133 仿医蛭微机器人中SMA的布局及与偏置弹簧匹配的研究[刊,中]/刘方湖,马培荪,陈建平//机械设计 17与制造工程.―).―26~27,30 为使仿医蛭管内微机器人在管内爬行时不产生振动,在研究其致动机理和振动特性的基础上,提出了该机 器人弹性足中SMA的最佳布局方式及收缩部件中SMA与偏置弹簧倔强系数之间的最佳匹配关系, 为此类微机器 人的设计奠定了基础. 0202134 受生物学启发的能完成任务的腿式机器人[刊,英]/Quinn,R.D.,Nelson,G.M.,Bachmann,R.J.‖ Autonomous Robots.―).―215~220 在能完成任务的腿式机器人的设计与控制中,昆虫是一种很好的模型.我们正在利用智能生物灵感从昆虫 神经机械设计中抽取重要的移动特征,并把它们移植到腿式机器人.我们的机器人系列中的每一种新型号在灵 活性,力量或能量效率方面都有所进展,这对于完成任务而言极为重要.我们现在正利用蟑螂的机械设计方案 构筑机器人 4 号.其特点是轻型的骨架结构以及用来实现被动关节刚性的 McKibben 人工肌肉.我们的自主式 微型机器人装备了后腿,这些腿受到了蟋蟀的启发.由于它的尺寸较小,几乎所有的部件都要定制,包括其 McKibben 肌肉.图 6 参 26 0202135 用于人形机器人电机系统控制体系结构的神经生物学方法与神经机器人学方法[刊,英]/Gisz- ter, S.F.,Moxon,K.A.,Rybak,I.A.‖Robotics and Autonomous Systems.―-3).―219~235 在哺乳动物神经系统中,脑皮层与脊索之间的感觉运动接口在新技巧的形成与运动学习中起着关键作用. 我们想利用一个多学科方法理解此接口的运动学习原理.我们认为,该方法将会用来开发人形机器人的仿生控 制体系结构.在此接口进行学习要求理解脊椎输出结构.最终,这些东西必须构成自适应运动学习过程所需的 算法基础.这些脊椎结构与下行皮层控制方法交互,形成了精确的肢体轨迹以及新的运动行为.图 4 参 54 0202136 生物形态机器人的确定性原理[刊, 英]/Le- wis, M.A., Simó, L.S.‖Autonomous Robots.―). ―221~226 如果生物系统的真正原理能够在机器人装置上得到确认,实现与测试,那么生物形态机器人领域将能与之 同步向前发展.本文介绍了 3 个原理的实现:⑴传感器运动结果的预测,以及它在抽取新知识与意识中的作用; ⑵学会承受并直接感知在特定时刻智能体能做什么以及如何做;⑶利用系统的物理动力学简化机器人控制.图 4 参 13 0202137 大褐蝙蝠的方位角回波定位法的 VLSI 模型[刊, 英]/Horiuchi, Hynna, T., K.M.‖Autonomous Robots. ―).―241~247 蝙蝠采用回波定位方式对物体进行方位角定位,这是基于两耳的回波强度差异进行的,被称作耳间音量差 异(ILD) .我们模仿蝙蝠的 ILD 神经计算方法,构筑了一个基于冲动的边音超级橄榄 VLSI 模型,它可以成功 产生方向相关的响应.尽管这种简单的算法是在声学领域研究的,但它适用于任意一种基于方向相关信号衰减 差异的定位法.图 9 参 6 0202138 老鼠胡须系统的主动感知能力[刊,英]/ Hartmann,M.J.‖Autonomous Robots.―).― 249~254 老鼠的胡须系统是一个很好的模型,可用来设计鲁棒的机器人主动感知与探测系统.本文考察了老鼠在自 由探测行为中以及纹理分辨任务中是如何利用其胡须(触须)的.结果表明,在自由探测中,老鼠有节奏地移 动头部,将小胡须放在所要探测的表面上.这些周期性的&微鼻毛放置动作&与大胡须的扫动动作在时间上是 同步的.甚至在纹理分辨任务中也会出现这种周期性微鼻毛放置动作,在这种任务中,平滑的,连续的运动在 抽取所需信息方面可能同样有效.最后,我们发现,老鼠有时会相继使用小鼻毛与大胡须,而不是同时使用. 这表明,与人类一样,老鼠的探测动作也是由一系列运动序列组成的,所搜集的物体信息越来越细致.讨论了 这些结果对于设计人工探测系统的一些意义.图 5 参 10 0202139 仿生机器人电传感器系统[刊, 英]/Maci- ver, M.A., Nelson, M.E.‖Autonomous Robots.―). ―263~266 身上带弱电的鱼在狩猎与导航时不需要视觉线索,而是感知自身所产生的电场的摄动.利用电场探测,表 征与定位物体的能力被称作电定位.这种能力可以用于水下机器人探测黑暗的水下环境.我们正在开发一个人 工传感器阵列,为海底机器人探测器提供电传感器能力,本文介绍了这方面的进展.我们还在对带弱电的鱼在 捕食小型猎物时的信号探测,估算与主动传感器定位等方面进行经验与理论研究,并受此启发设计了这种传感 器阵列及相关的信号处理算法.介绍了一个简单的测试装置,它由一个小