如果機(jī)器人不再昂貴，如果機(jī)器人能按你的需求來定制，機(jī)器人會普及嗎？

如果機(jī)器人社會可以被融入，可以被管理，而且在人的介入后有基本的循環(huán)生態(tài)鏈，機(jī)器人社會能是外星球的未來世界嗎？

人形機(jī)器人被認(rèn)為是緩解老年護(hù)理勞動力短缺問題、減輕家庭和社會負(fù)擔(dān)的新的解決思路。

“人形機(jī)器人具備類人形態(tài)，能夠適配人類工作環(huán)境，在養(yǎng)老助殘、環(huán)境清潔、醫(yī)療康養(yǎng)、家政服務(wù)等領(lǐng)域具備巨大應(yīng)用潛力。”

工信部印發(fā)《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》(以下簡稱《指導(dǎo)意見》)，提出到2025年，人形機(jī)器人創(chuàng)新體系初步建立，整機(jī)產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)；到2027年，技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提升，構(gòu)建具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，綜合實力達(dá)到世界先進(jìn)水平。

人形機(jī)器人有哪些感知和控制的關(guān)鍵技術(shù)？

一、視覺感知技術(shù)

視覺感知是機(jī)器人系統(tǒng)的重要組成部分,在復(fù)雜的三維工業(yè)場景中利用視覺傳感器獲取周圍環(huán)境的真實空間信息,并進(jìn)行預(yù)處理、配準(zhǔn)融合以及空間場景表面生成等過程,實現(xiàn)對外界環(huán)境真實的刻畫及數(shù)字模型的重建，為機(jī)器人在工業(yè)制造中提供豐富的二維和三維信息。目前一般有：雙目三維環(huán)境感知、3D點云配準(zhǔn)、位姿估計等技術(shù)。

1.雙目三維環(huán)境感知

通過模擬人類雙眼視覺系統(tǒng)的觀測原理,利用雙目相機(jī)對獲取圖像進(jìn)行立體匹配得到圖像中像素點的準(zhǔn)確視差,結(jié)合雙目相機(jī)參數(shù)獲取周圍環(huán)境的準(zhǔn)確深度信息,并利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法實現(xiàn)場景目標(biāo)感知識別與定位。

2.3D點云配準(zhǔn)技術(shù)

3D點云配準(zhǔn)通過求解出同一坐標(biāo)下不同姿態(tài)點云的變換矩陣,利用該矩陣實現(xiàn)多視點掃描點云的精確配準(zhǔn),最終獲取完整的3D數(shù)字模型。比如：最近點迭代是最常用的配準(zhǔn)比對策略，它利用點對點距離構(gòu)造目標(biāo)函數(shù),通過距離函數(shù)極小化方法匹配兩個點云數(shù)據(jù)集。

3.位姿估計算法

主要有經(jīng)典的模板匹配、特征點檢測算法和深度學(xué)習(xí)方法。模板匹配預(yù)先構(gòu)建目標(biāo)物體各個視角位姿模板庫,在線檢測時檢索得到最相似模板圖像對應(yīng)的位姿,。特征點檢測算法通過提取目標(biāo)二維圖像特征,構(gòu)建表征性強(qiáng)的2D-3D關(guān)鍵點匹配點對,然后使用N點透視方法解算出物體位姿。

二、機(jī)器人控制關(guān)鍵技術(shù)

1.機(jī)器人精準(zhǔn)執(zhí)行控制

精準(zhǔn)執(zhí)行是指機(jī)器人在作業(yè)過程中能夠保持對于預(yù)設(shè)加工軌跡的高精度跟蹤并且對于各類擾動具有魯棒性,在保障加工一致性方面具有重要作用。目前常用的有：自適應(yīng)學(xué)習(xí)控制、基于優(yōu)化方法的控制、魯棒控制、滑模控制、抗擾動控制、有限時間收斂控制等。

2.機(jī)器人柔順力控制

1）機(jī)器人阻抗控制：主動柔順是把期望的柔順性轉(zhuǎn)換為期望的位置和力信號，基于接觸時狀態(tài)量的變化(如力、位置等)，建立相關(guān)變量之間的耦合關(guān)系，從而得出期望的位置和力信號下所需要的控制信號。

2）機(jī)器人力位混合控制:為了保證兩個變量的互不影響，機(jī)器人力位混合控制將兩個變量劃分為兩個互補(bǔ)的正交空間，通過對角矩陣實現(xiàn)了位置和力的“互鎖“，從而實現(xiàn)了力和位置的解耦控制。

3）機(jī)器人視覺伺服控制

機(jī)器人視覺伺服控制通過視覺誤差產(chǎn)生控制量,驅(qū)動機(jī)器人到達(dá)作業(yè)位置,完成指定作業(yè)任務(wù)。

4）多機(jī)器人協(xié)同控制

隨著多機(jī)器人制造應(yīng)用需求的擴(kuò)大,多機(jī)器人控制成為國內(nèi)外研究的熱點問題。目前,設(shè)計多機(jī)器人控制器的主要方法包括:矩陣?yán)碚摲椒ā⒑纳⒗碚摗⑿≡鲆娑ɡ怼⑹湛s分析和李雅普諾夫函數(shù)方法。

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