科學(xué)研究
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學(xué)院以智能機(jī)器人科技發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)內(nèi)戰(zhàn)略需求為背景，開展智能機(jī)器人相關(guān)理論及關(guān)鍵技術(shù)研究，為國(guó)家培養(yǎng)高端復(fù)合型機(jī)器人人才。學(xué)院以控制科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科為依托，承擔(dān)“機(jī)器人科學(xué)與工程”和“模式識(shí)別與智能系統(tǒng)”二級(jí)學(xué)科建設(shè)，兩個(gè)二級(jí)學(xué)科均具有碩士學(xué)位和博士學(xué)位授予權(quán)，并設(shè)有博士后流動(dòng)站。學(xué)院人才培養(yǎng)覆蓋了從學(xué)士、碩士到博士三個(gè)階段，建立了“本、碩、博”貫通的人才培養(yǎng)模式。
學(xué)院的主要研究方向涉及機(jī)器人及人工智能兩大領(lǐng)域，機(jī)器人與人工智能兩個(gè)方向相互依托相互支撐，具有廣闊的研究和應(yīng)用前景。近年來(lái)，學(xué)院教師先后承擔(dān)了一系列國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)際合作等重點(diǎn)項(xiàng)目。在智能機(jī)器人感知驅(qū)動(dòng)與控制、人機(jī)協(xié)作與共融、網(wǎng)絡(luò)及大數(shù)據(jù)環(huán)境機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用等領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛深入的研究，取得了重要的理論與應(yīng)用成果，逐步形成了鮮明的學(xué)科特色和優(yōu)勢(shì)。
學(xué)院的主要研究方向及架構(gòu)如下圖所示：
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學(xué)院教師主要研究方向與成果有以下方面：
一、仿生驅(qū)動(dòng)與控制
1.剛-柔-軟機(jī)器人理論與技術(shù)
（1）變剛度驅(qū)動(dòng)控制機(jī)理及實(shí)現(xiàn)方法研究
以往對(duì)機(jī)器人的研究更多是針對(duì)剛性機(jī)器人進(jìn)行的，對(duì)機(jī)器人剛度特性以及變剛度性能的研究還不夠充分。隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，特別是對(duì)人與機(jī)器人協(xié)作的需求不斷增加，需要綜合考慮機(jī)器人的剛-柔-軟等方面的復(fù)合性能。與傳統(tǒng)的剛性機(jī)器人相比，當(dāng)考慮機(jī)器人的柔性特性時(shí)，相關(guān)動(dòng)力學(xué)方面的研究工作也將具有更大的難度和挑戰(zhàn)。
（2）基于對(duì)抗驅(qū)動(dòng)的高精度機(jī)器人基礎(chǔ)理論及共性技術(shù)研究
借鑒人體骨骼肌肉系統(tǒng)的作用特點(diǎn)和機(jī)理開展機(jī)器人控制理論和方法研究對(duì)提高機(jī)器人的性能具有重要意義。機(jī)器人及人工智能相關(guān)理論技術(shù)的快速發(fā)展為開展上述研究奠定了重要的基礎(chǔ)。對(duì)抗驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人由于可從原理上消除傳動(dòng)間隙的影響，可進(jìn)一步提高機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能及運(yùn)動(dòng)精度，是機(jī)器人領(lǐng)域的重要方向。新型驅(qū)動(dòng)方式及新型仿生材料的應(yīng)用也對(duì)開展上述相關(guān)研究創(chuàng)造了更多有利的條件。
（3）仿生變剛度機(jī)器人人機(jī)協(xié)作控制方法研究
人機(jī)協(xié)作是拓展機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的重要方面。無(wú)論是對(duì)于工業(yè)機(jī)器人還是對(duì)于服務(wù)機(jī)器人，人機(jī)協(xié)作相關(guān)理論方法的研究都是十分重要的。就現(xiàn)階段機(jī)器人的技術(shù)條件和應(yīng)用情況來(lái)說(shuō)，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)機(jī)器人的應(yīng)用將是機(jī)器人與人的協(xié)作甚至是人與機(jī)器人的共融，而機(jī)器人仿生變剛度性能的提高將有利于人與機(jī)器人的協(xié)作控制。
2.仿肌肉驅(qū)動(dòng)與控制
無(wú)論是對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)性能還是服務(wù)機(jī)器人的人機(jī)協(xié)作性能，將人體骨骼肌肉系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制機(jī)理應(yīng)用于機(jī)器人的控制都是十分必要的。在這方面需要加以深入研究探索的課題還有很多。特別是新型仿生材料的快速發(fā)展為開展人工肌肉系統(tǒng)的相關(guān)研究提供了更多的可行性。
3.力感知與柔順控制
機(jī)器人在完成各種作業(yè)任務(wù)時(shí)需要與環(huán)境進(jìn)行接觸，在完成人機(jī)交互任務(wù)時(shí)也同樣需要機(jī)器人與人之間的接觸力作用，力感知及柔順控制正是上述研究的核心問(wèn)題之一。與位姿軌跡的控制不同，由于力信號(hào)具有較高的響應(yīng)頻率，對(duì)機(jī)器人實(shí)施力控制往往具有更大的難度。在機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域，對(duì)力控制的研究還很不充分，還有很多理論和應(yīng)用技術(shù)方面的問(wèn)題需要加以研究解決。
二、自主控制與規(guī)劃
1.機(jī)器人智能控制
（1）欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的智能控制
欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是指系統(tǒng)的獨(dú)立控制變量個(gè)數(shù)小于系統(tǒng)自由度個(gè)數(shù)的一類非線性系統(tǒng)，在節(jié)約能量、降低造價(jià)、減輕重量、增強(qiáng)系統(tǒng)靈活度等方面都較完全驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)越。典型的欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)包括垂直起降飛行機(jī)器人、柔性機(jī)械手、倒立擺機(jī)器人等。欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)希望以“少”控“多”，需要充分利用好系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)狀態(tài)之間的耦合關(guān)系，涉及到機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模、智能控制和軌跡規(guī)劃等多個(gè)研究?jī)?nèi)容。
（2）冗余控制
具有冗余自由度的機(jī)器人由于可以利用其特有的自運(yùn)動(dòng)，可以克服一般機(jī)器人靈活性差、避障能力低、關(guān)節(jié)超限以及動(dòng)力性能差等缺點(diǎn)。冗余自由度的引入還使機(jī)器人具有容錯(cuò)性，對(duì)于一些特殊環(huán)境應(yīng)用具有潛在優(yōu)勢(shì)。由于自由度存在冗余，相應(yīng)地在冗余自由度機(jī)器人的控制系統(tǒng)中需要考慮的因素必然增加，自然帶來(lái)冗余自由度機(jī)器人的協(xié)調(diào)控制問(wèn)題，涉及到機(jī)器人軌跡規(guī)劃、避障、協(xié)作控制等多個(gè)方面。
（3）仿生控制
利用人工智能、控制理論和仿生學(xué)研究機(jī)器人的控制問(wèn)題，提高機(jī)器人在復(fù)雜非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的自主運(yùn)動(dòng)能力。借鑒生物的控制機(jī)理和方法，研究基于人工智能及現(xiàn)代控制理論的仿生機(jī)器人自主控制問(wèn)題，使機(jī)器人控制系統(tǒng)對(duì)環(huán)境不確定性、未建模動(dòng)態(tài)及機(jī)器人自身變化具有魯棒性和適應(yīng)性。
2.移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
（1）任務(wù)規(guī)劃
機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃主要是規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的行為或者任務(wù)，屬于機(jī)器人的高層規(guī)劃。利用搜索啟發(fā)等技術(shù)通過(guò)邏輯演算及相應(yīng)的規(guī)則表示出期望目標(biāo)及求解結(jié)果。
（2）路徑規(guī)劃
機(jī)器人路徑規(guī)劃是根據(jù)任務(wù)或者行為規(guī)劃出合理的路徑，主要是面向移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航。按照一定的距離、時(shí)間、能量等性能指標(biāo)要求搜索出從起始狀態(tài)到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)的最優(yōu)路徑。涉及到環(huán)境信息的獲取、環(huán)境中不確定因素的處理以及路徑跟蹤中的誤差等問(wèn)題。
（3）軌跡規(guī)劃
機(jī)器人軌跡規(guī)劃是針對(duì)各類機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及完成作業(yè)任務(wù)的需求，考慮機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性規(guī)劃出最優(yōu)軌跡并進(jìn)而實(shí)施軌跡運(yùn)動(dòng)控制。軌跡規(guī)劃是機(jī)器人基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，運(yùn)動(dòng)學(xué)層面的軌跡規(guī)劃方法已經(jīng)比較成熟，但考慮并結(jié)合動(dòng)力學(xué)性能的軌跡規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制還面臨較多的問(wèn)題，近年來(lái)對(duì)動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃及控制的研究進(jìn)展很快，考慮機(jī)器人動(dòng)力學(xué)性能的各種機(jī)器人控制成果正在不斷涌現(xiàn)。
3.多自由度機(jī)械臂軌跡規(guī)劃
物體的抓取和傳遞是智能機(jī)器人的關(guān)鍵功能之一。對(duì)于多自由度機(jī)械手（臂）抓取的研究可以分為機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和軌跡規(guī)劃兩個(gè)領(lǐng)域。機(jī)械臂的軌跡規(guī)劃是在給定初始位姿和目標(biāo)位姿的條件下，通過(guò)計(jì)算其逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解，設(shè)計(jì)合理的規(guī)劃算法，計(jì)算機(jī)械臂的位置、速度及加速度，獲得一條由初始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的無(wú)碰撞且平滑的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的平穩(wěn)、高效動(dòng)作。
三、智能環(huán)境感知
1.智能空間感知
由于機(jī)器人自身感知的局限性，僅依靠其自身難以實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊環(huán)境的全面認(rèn)知。借助家庭服務(wù)器、傳感器節(jié)點(diǎn)、智能終端、云平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建具有普適能力的智能空間，有助于實(shí)現(xiàn)家庭服務(wù)機(jī)器人對(duì)環(huán)境及其中目標(biāo)的隨時(shí)、隨地感知，滿足各種任務(wù)的需要。具體研究?jī)?nèi)容包括：無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)、三維空間覆蓋、三維定位與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤、機(jī)器人與傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同等。
2.三維重建/SLAM
SLAM（同時(shí)定位與構(gòu)圖）在機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用，也是實(shí)現(xiàn)真正全自主移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。利用激光、視覺(jué)、慣性導(dǎo)航器件等傳感器獲取的場(chǎng)景信息，真實(shí)地再現(xiàn)場(chǎng)景的三維物理結(jié)構(gòu)并進(jìn)行數(shù)字化處理，對(duì)于提高機(jī)器人的智能化、自主適應(yīng)性具有重要的意義。具體研究?jī)?nèi)容包括基于視覺(jué)或激光的三維重建/SFM(Structure From Motion)、多傳感器融合的多模態(tài)重建、語(yǔ)義地圖、移動(dòng)機(jī)器人實(shí)時(shí)定位與導(dǎo)航等。
3.計(jì)算機(jī)視覺(jué)
計(jì)算機(jī)視覺(jué)是以單目、雙目或多攝像機(jī)為感知手段，利用計(jì)算機(jī)模擬人腦的思維，實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)景或目標(biāo)圖像的智能分析與理解。在現(xiàn)實(shí)生活中，計(jì)算機(jī)視覺(jué)具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，并借助于深度學(xué)習(xí)的崛起而快速發(fā)展。具體研究?jī)?nèi)容包括醫(yī)學(xué)影像處理（心臟、腦部、血管等的識(shí)別分析與輔助診斷）、多攝像機(jī)場(chǎng)景監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)（行人或車輛）識(shí)別與跟蹤、機(jī)器人視覺(jué)場(chǎng)景的語(yǔ)義分割等。
四、人機(jī)交互
1.人的行為意圖理解
面向機(jī)器人與人多模態(tài)融合自然交互，研究自然語(yǔ)言、手勢(shì)、體勢(shì)、面部微表情、生物電信號(hào)等多模態(tài)融合的人機(jī)自然交互理論和方法，研究機(jī)器人與人的交互關(guān)系模型、對(duì)基本社交準(zhǔn)則的學(xué)習(xí)、交互意圖的識(shí)別方法，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)的機(jī)器人與人自然交互。
2.人-機(jī)自然協(xié)作
針對(duì)人—機(jī)協(xié)作型新一代機(jī)器人所處環(huán)境和完成任務(wù)的復(fù)雜性、多變性、不確定性，研究人在回路移動(dòng)、作業(yè)機(jī)器人的人機(jī)協(xié)作環(huán)境認(rèn)知、行為優(yōu)化決策、自主學(xué)習(xí)、任務(wù)級(jí)指令交互等混合智能技術(shù)。
3.人-機(jī)互適應(yīng)自主學(xué)習(xí)
針對(duì)動(dòng)態(tài)非結(jié)構(gòu)化環(huán)境認(rèn)知與行為優(yōu)化決策，利用機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能與腦科學(xué)的研究成果，研究基于模仿學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的機(jī)器人知識(shí)、技能獲取與增長(zhǎng)機(jī)制及實(shí)現(xiàn)方法；面向自主作業(yè)和自主移動(dòng)，研究機(jī)器人智能發(fā)育的軟硬件實(shí)現(xiàn)方法。
五、機(jī)器學(xué)習(xí)與決策
1.大數(shù)據(jù)分析
面對(duì)海量互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)或大規(guī)模專業(yè)數(shù)據(jù)，引入大數(shù)據(jù)思想，采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解析，通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和知識(shí)挖掘，形成更強(qiáng)的洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力，有效地處理在真實(shí)世界中遇到的問(wèn)題。具體研究?jī)?nèi)容包括：數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)挖掘、并行處理、數(shù)據(jù)可視化、知識(shí)圖譜等。
2.機(jī)器學(xué)習(xí)
面向機(jī)器人、無(wú)人駕駛、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等領(lǐng)域的實(shí)際需求，模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)行為，以獲取新的知識(shí)或技能，重新組織已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能。具體研究?jī)?nèi)容包括：機(jī)器人學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、生物特征識(shí)別等。
3.智能決策
引入人工智能技術(shù)，以信息技術(shù)為手段，針對(duì)半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的決策問(wèn)題，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析、專家系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)等方式充分地應(yīng)用人類的知識(shí)，以知識(shí)推理的形式實(shí)現(xiàn)定性分析、以模型計(jì)算為核心解決定量分析的問(wèn)題，提高機(jī)器人及智能系統(tǒng)在面臨動(dòng)態(tài)復(fù)雜環(huán)境及事件時(shí)的決策能力。
六、群體機(jī)器人系統(tǒng)
1.多機(jī)器人協(xié)作與控制
現(xiàn)實(shí)中的系統(tǒng)往往異常復(fù)雜、龐大且呈現(xiàn)出分布式特性，單機(jī)器人個(gè)體所擁有的計(jì)算資源和功能難以滿足復(fù)雜任務(wù)的需求，必須通過(guò)多個(gè)機(jī)器人相互協(xié)調(diào)與合作才能完成。具體研究?jī)?nèi)容包括：異構(gòu)機(jī)器人的協(xié)同感知與調(diào)度、分布式自治與協(xié)作、多機(jī)器人協(xié)作與控制策略、多機(jī)器人編隊(duì)、多智能體資源調(diào)度與沖突調(diào)解等。
2.網(wǎng)絡(luò)操作與控制
網(wǎng)絡(luò)遙操作機(jī)器人系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊對(duì)遠(yuǎn)端機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)了人類作業(yè)空間的拓展，采用人工智能與遙操作相結(jié)合的方法達(dá)到人智融合，具有廣闊的應(yīng)用前景。具體研究?jī)?nèi)容包括：不確定時(shí)延條件下的模糊預(yù)測(cè)控制、遙操作系統(tǒng)建模及無(wú)源控制、遙操作機(jī)器人增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、高臨場(chǎng)感控制技術(shù)等。
3.云機(jī)器人
云機(jī)器人將云計(jì)算與機(jī)器人相結(jié)合，其特征是知識(shí)共享、自主學(xué)習(xí)、云端運(yùn)算，被譽(yù)為機(jī)器人領(lǐng)域的下一代跨越式發(fā)展，在一定程度上預(yù)示著機(jī)器人領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展方向。具體研究?jī)?nèi)容包括：云機(jī)器人系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、基于云計(jì)算的功能重用及知識(shí)共享、基于并行計(jì)算與彈性資源的人工智能引擎、面向海量數(shù)據(jù)源的進(jìn)化學(xué)習(xí)和邏輯推理等。
七、機(jī)器人應(yīng)用與關(guān)鍵技術(shù)研究
1.外骨骼及醫(yī)療輔助機(jī)器人
(1)柔順外骨骼機(jī)器人
外骨骼可用于增強(qiáng)人體的運(yùn)動(dòng)能力，廣泛應(yīng)用在健康人/老人/殘疾人的力量增強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)康復(fù)和運(yùn)動(dòng)輔助等方面。在軍事應(yīng)用、醫(yī)療康復(fù)、工業(yè)應(yīng)用（制造業(yè)，礦業(yè)，建筑業(yè)等領(lǐng)域，可廣泛面向工程施工、緊急救助、生產(chǎn)制造、搬運(yùn)運(yùn)輸、危險(xiǎn)作業(yè)）等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在多項(xiàng)國(guó)家、省部級(jí)項(xiàng)目的資助下，圍繞著仿生機(jī)構(gòu)、智能驅(qū)動(dòng)控制和人機(jī)交互等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了攻關(guān)，具體包括外骨骼機(jī)器人的人機(jī)相容性設(shè)計(jì)、關(guān)節(jié)變剛度驅(qū)動(dòng)、人體運(yùn)動(dòng)感知、人機(jī)耦合協(xié)同控制以及系統(tǒng)輕量化等關(guān)鍵技術(shù)，研制了減重行走康復(fù)外骨骼、負(fù)載機(jī)動(dòng)型外骨骼、以及作業(yè)增強(qiáng)型外骨骼機(jī)器人。
(2)面向顱底微創(chuàng)手術(shù)的醫(yī)療輔助機(jī)器人
顱底及面?zhèn)壬顓^(qū)手術(shù)因?yàn)樯婕帮B腦、重要血管神經(jīng)等“致命”解剖結(jié)構(gòu)，手術(shù)時(shí)存在較大難度和風(fēng)險(xiǎn)，需要醫(yī)生具有較高的專業(yè)技能和豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致其難以廣泛開展。顱底微創(chuàng)手術(shù)醫(yī)療輔助機(jī)器人為解決這一難題提供了可行的技術(shù)手段。在多項(xiàng)國(guó)家、省部級(jí)項(xiàng)目的資助下，重點(diǎn)圍繞整機(jī)研制、核心部件開發(fā)、關(guān)鍵技術(shù)突破、臨床示范應(yīng)用等方面展開技術(shù)攻關(guān)，具體包括：一體化柔順關(guān)節(jié)與高精度靈巧型機(jī)械臂的設(shè)計(jì)與優(yōu)化；基于多源力感知融合的機(jī)械臂柔順控制；基于多模醫(yī)學(xué)影像三維重建手術(shù)路徑自動(dòng)規(guī)劃；基于解剖結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)與光學(xué)跟蹤的機(jī)器人導(dǎo)航與定位；穿刺診療機(jī)器人手術(shù)流程與規(guī)范、進(jìn)針策略與安全控制機(jī)制等。
2.仿肌肉并聯(lián)對(duì)抗驅(qū)動(dòng)機(jī)器人
(1)基于并聯(lián)驅(qū)動(dòng)的高精度工業(yè)機(jī)器人
工業(yè)機(jī)器人在其剛度和精度方面存在的不足限制了機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)主要是完成輔助性的工作，還不能直接應(yīng)用于機(jī)械零件的加工制造。基于人體骨骼肌肉系統(tǒng)的并聯(lián)對(duì)抗作用機(jī)制可望消除傳動(dòng)間隙提高機(jī)器人的精度。當(dāng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)間隙被消除時(shí)，機(jī)器人的剛度建模將具有可行性和實(shí)際意義，可在輕量加工作業(yè)的條件下實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的高精度運(yùn)動(dòng)及高精度作業(yè)。
(2)仿生擬人形機(jī)器人
工業(yè)機(jī)器人雖然與機(jī)床等設(shè)備相比存在剛度不足的問(wèn)題，但從人機(jī)協(xié)作角度來(lái)衡量時(shí)工業(yè)機(jī)器人又過(guò)于僵硬。從仿生擬人的角度出發(fā)，參考人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)理研究仿生擬人形機(jī)器人有利于提高人機(jī)協(xié)作的水平，可在更高層次上滿足人機(jī)共融的需求。
3.面向智能制造的協(xié)作共融機(jī)器人
結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)、3C行業(yè)智能裝配生產(chǎn)線人-機(jī)協(xié)作的實(shí)際需求，研究協(xié)同共融機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)：
(1)在機(jī)器人的本體智能方面，以多自由度機(jī)械手為對(duì)象，研究剛-柔耦合驅(qū)動(dòng)與控制，引入深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)具有較強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性的物體3D位姿估計(jì)與實(shí)時(shí)抓取，結(jié)合深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的視覺(jué)跟隨，并依托云計(jì)算研究知識(shí)共享與智力發(fā)育。
(2)在環(huán)境適應(yīng)性方面，針對(duì)存在動(dòng)態(tài)擾動(dòng)的協(xié)作環(huán)境，構(gòu)建智能空間實(shí)現(xiàn)機(jī)器人視距外的環(huán)境感知，依托動(dòng)態(tài)SLAM構(gòu)圖實(shí)現(xiàn)層次化環(huán)境建模，研究構(gòu)建稀疏、稠密語(yǔ)義地圖以支撐機(jī)器人的任務(wù)級(jí)、操作級(jí)環(huán)境認(rèn)知，借助激光、視覺(jué)等多傳感器融合的方式實(shí)現(xiàn)魯棒定位與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。
(3)在人-機(jī)協(xié)作方面，探索實(shí)現(xiàn)人-機(jī)器人的自然協(xié)作，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)增強(qiáng)人-機(jī)之間的適應(yīng)性。采用數(shù)據(jù)手套結(jié)合肌電手環(huán)采集人自然裝配過(guò)程中的動(dòng)作序列并提取運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的時(shí)頻特征，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用機(jī)器人裝配過(guò)程學(xué)習(xí)的理論和技術(shù)。基于云平臺(tái)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自學(xué)習(xí)與自主優(yōu)化。
4.架空環(huán)境攀爬移動(dòng)機(jī)器人
(1)電力輸電線路巡檢機(jī)器人
在國(guó)家863及中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目支持下，項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)十余年研究開發(fā)，研究設(shè)計(jì)了多種雙臂式及多節(jié)式巡檢機(jī)器人系統(tǒng)。機(jī)器人可沿線路行走并跨越線路桿塔，該類機(jī)器人與無(wú)人機(jī)相比具有穩(wěn)定性好安全性高成本低等優(yōu)點(diǎn)，可替代人工完成巡檢作業(yè)任務(wù)。
(2)建筑外墻清掃機(jī)器人
建筑物外墻壁面的清洗一般由人來(lái)完成，作業(yè)條件惡劣危險(xiǎn)性高，機(jī)器人在該領(lǐng)域應(yīng)用具有良好的前景，但目前的機(jī)器人還不能很好地滿足實(shí)際需求，機(jī)器人的適應(yīng)能力還有待提高。項(xiàng)目組采用四足攀爬移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的清掃機(jī)器人的本體系統(tǒng)可有效提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)能力和穩(wěn)定性，具有較好的研發(fā)應(yīng)用前景。
近年來(lái)，學(xué)院教師先后承擔(dān)了一系列國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目、省部基金及重要橫向課題，在智能機(jī)器人、數(shù)字圖像處理、傳感器網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)與智能化產(chǎn)品研發(fā)等領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛深入的研究，取得了重要的理論與應(yīng)用成果，形成了鮮明的學(xué)科特色與優(yōu)勢(shì)。獲得多項(xiàng)省部和市級(jí)科技成果獎(jiǎng)項(xiàng)，獲得多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專；在國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物和會(huì)議上發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。獲得多項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)和校級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)；編寫出版有影響的學(xué)術(shù)著作與教材10余部；擁有遼寧省教學(xué)名師和省級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，指導(dǎo)學(xué)生榮獲各類創(chuàng)新競(jìng)賽獎(jiǎng)60余項(xiàng)，培養(yǎng)了一批實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)、創(chuàng)新思維活躍的優(yōu)秀人才。
