智能機(jī)器人科學(xué)研究與應(yīng)用技術(shù)的協(xié)同發(fā)展
——走進(jìn)陜西省智能機(jī)器人重點實驗室

研究重點

陜西省智能機(jī)器人重點實驗室成立于2015年9月，由陜西省科學(xué)技術(shù)廳批準(zhǔn)建設(shè)，2018年2月通過驗收，并參加2018年陜西省重點實驗室評估，取得了良好的成績。實驗室依托西安交通大學(xué)，以其完善的學(xué)科建設(shè)與科研測試平臺為技術(shù)支撐，開展智能機(jī)器人領(lǐng)域的相關(guān)研究與應(yīng)用工作。

實驗室圍繞“機(jī)器人智能運動控制理論與自主決策、機(jī)器人核心功能部件失效機(jī)理與評價、多信息融合的機(jī)器人智能感知與人機(jī)交互、機(jī)器人仿生學(xué)研究與機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計”4 個明確的研究方向，結(jié)合陜西省產(chǎn)業(yè)需求和機(jī)器人領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢，聚焦“機(jī)器人關(guān)鍵共性技術(shù)、智能感知與認(rèn)知技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、服務(wù)機(jī)器人技術(shù)、前沿機(jī)器人技術(shù)”5 個方面開展相關(guān)研究工作，研究方向明確、布局合理、重點突出、特色鮮明。

（1）機(jī)器人智能運動控制理論與自主決策方向研究內(nèi)容：機(jī)器學(xué)習(xí)理論與實現(xiàn)；機(jī)器人運動控制參數(shù)的智能優(yōu)化與自適應(yīng)調(diào)整；機(jī)器人運動路徑規(guī)劃與行為自主決策；工業(yè)機(jī)器人多種作業(yè)的智能末端執(zhí)行器作業(yè)一體化系統(tǒng)原理。預(yù)期目標(biāo)：提出典型機(jī)器人智能運動控制理論與自主決策方法，開發(fā)機(jī)器人智能化實際應(yīng)用技術(shù)，實現(xiàn)集成機(jī)、電、液、氣、光等多種接口的智能末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)設(shè)計及智能末端執(zhí)行器的作業(yè)規(guī)劃與控制技術(shù)。

（2）機(jī)器人核心功能部件失效機(jī)理與評價方向研究內(nèi)容：機(jī)器人減速器失效機(jī)理研究；工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行端部運動精度的檢測與評價；高精度機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器性能檢測與評價；機(jī)器人運動控制系統(tǒng)與性能評價。預(yù)期目標(biāo)為設(shè)計優(yōu)化與協(xié)同制造出高精度、長壽命、大剛度的機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，開發(fā)出總線和碼盤協(xié)議兼容性好、抗干擾能力強(qiáng)的高速高精度工業(yè)機(jī)器人專用伺服控制系統(tǒng)。

（3）多信息融合的機(jī)器人智能感知與人機(jī)交互方向研究內(nèi)容：多傳感信息融合的機(jī)器視覺與感知技術(shù)；人-機(jī)器交互理論研究與應(yīng)用；基于多源生物信號的機(jī)電系統(tǒng)控制理論與應(yīng)用。預(yù)期通過研究多傳感器感知技術(shù)、生機(jī)電協(xié)同控制與動態(tài)補(bǔ)償技術(shù)，實現(xiàn)人機(jī)運動的動態(tài)協(xié)同，初步實現(xiàn)基于腦機(jī)接口的服務(wù)機(jī)器人原型樣機(jī)，如上肢和下肢康復(fù)機(jī)器人、助老伴行機(jī)器人、救援機(jī)器人及超微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人、ICU 重癥護(hù)理機(jī)器人產(chǎn)品。

（4）機(jī)器人仿生學(xué)研究與機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計方向研究內(nèi)容：行走機(jī)理與動物視覺的仿生實現(xiàn)理論與方法；機(jī)器人運動機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計；機(jī)器人仿生驅(qū)動與實現(xiàn)。預(yù)期目標(biāo)：開發(fā)基于柔性智能材料驅(qū)動的機(jī)器人、爬行軟體機(jī)器人系統(tǒng)；通過研究軟體機(jī)器人運動學(xué)、動力學(xué)非線性建模及分析方法，形成“材料-結(jié)構(gòu)-運動-傳感”一體化軟體機(jī)器人設(shè)計方法。

建設(shè)與研究成果

實驗室科研和辦公用房總面積2500m2，建設(shè)期間新增儀器設(shè)備25臺套，總經(jīng)費350 萬元，試驗設(shè)備固定資產(chǎn)近3000 萬元，為機(jī)器人關(guān)鍵共性技術(shù)、智能感知與認(rèn)知技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、服務(wù)機(jī)器人技術(shù)、前沿機(jī)器人技術(shù)等方向的技術(shù)研發(fā)提供了強(qiáng)有力的支撐。

近2年，實驗室引進(jìn)青年千人、研究員及博士后等各類人才近20人?，F(xiàn)有固定編制科研人員達(dá)到45人，形成了結(jié)構(gòu)合理的創(chuàng)新人才隊伍。

實驗室承擔(dān)了國家、省市和企業(yè)委托等重要科研項目75 項，經(jīng)費1.76 億元，其中新增國家級重點項目6 項（國家自然科學(xué)基金重點項目4項，機(jī)器人國家重點研發(fā)計劃項目2項、課題8 項），陜西省重點產(chǎn)業(yè)鏈項目4 項。

在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表論文200 余篇，申請發(fā)明專利85 項；獲得省部級科技一等獎4 項，積極與陜西省工信廳、西安市、無錫市和廣州數(shù)控設(shè)備有限公司等單位開展政產(chǎn)學(xué)研合作。依托現(xiàn)有技術(shù)，孵化西安優(yōu)艾智合機(jī)器人技術(shù)有限公司，技術(shù)轉(zhuǎn)化孵化成效顯著。以陜西省智能機(jī)器人重點實驗室、陜西省機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所為依托單位，2017年10月12日掛牌成立西安交通大學(xué)智能機(jī)器人創(chuàng)新研究院，開展機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)學(xué)研合作。研究院將聚焦前沿和共性關(guān)鍵技術(shù)，瞄準(zhǔn)關(guān)鍵零部件、材料、核心軟件、核心元器件進(jìn)行自主研發(fā)與集成，突破行業(yè)技術(shù)瓶頸；面向企業(yè)，建成技術(shù)研發(fā)應(yīng)用基地，建立西安交大博士后流動站，培養(yǎng)造就一批機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)軍人才；建立以集約型創(chuàng)新中心為依托的創(chuàng)新管理模式與運行機(jī)制，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈布局創(chuàng)新鏈、圍繞創(chuàng)新鏈培育產(chǎn)業(yè)鏈。

在2020 新型冠狀病毒肺炎疫情暴發(fā)以來，實驗室在自動機(jī)器人基礎(chǔ)上，增加了熱像儀和紫外線燈管，布置于工廠、辦公室、機(jī)場以及醫(yī)院的機(jī)器人白天檢測體溫，晚上則可以用于消毒，降低對人的暴露。

交流與合作

實驗室積極與廣州數(shù)控設(shè)備有限公司、陜西渭河工磨具總廠、陜西秦川機(jī)床集團(tuán)、寶雞機(jī)床等省內(nèi)外企業(yè)聯(lián)合開展智能制造與機(jī)器人領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)工作。

實驗室與國際著名的德國、意大利機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)等建立了合作關(guān)系，舉辦URAI 2016 國際機(jī)器人會議、協(xié)辦AIM 2017、ICIRA 2017、CIS-RAM 2017、ROBIO 2017 等多項國際會議。與陜西省機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟聯(lián)合主辦“2015 陜西省機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展高端論壇”、“第一屆陜西服務(wù)機(jī)器人技術(shù)研討會”、“陜西省科技創(chuàng)新推動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃高端研討會”、“2016 陜西機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新合作論壇”，協(xié)辦“2016 機(jī)器人用核心功能部件與關(guān)鍵技術(shù)國際高峰論壇”。開展國際機(jī)器人創(chuàng)意大賽3 次，促進(jìn)了國內(nèi)外的交流與 合作。

實驗室面向陜西省產(chǎn)業(yè)優(yōu)先發(fā)展的機(jī)器人理論與技術(shù)，開展機(jī)器人成果轉(zhuǎn)化，服務(wù)我省機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，建成國內(nèi)知名的機(jī)器人技術(shù)研發(fā)基地、機(jī)器人技術(shù)高層次人才培養(yǎng)基地，國內(nèi)外影響力得到極大提升。

AGV小車

用于空客飛機(jī)制造現(xiàn)場的巡檢機(jī)器人

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自動檢測機(jī)器人

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