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国家重点研发计划“基于视觉和电子皮肤的机器人安全控制技术”项目年度总结会顺利召开

日期:2021年01月19日

2021116日,由太原理工大学信息与计算机学院院长、微纳系统研究中心方向带头人桑胜波教授作为项目负责人,埃夫特智能装备股份有限公司牵头,太原理工大学、清华大学、苏州大学、华南理工大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、北京信息科技大学、遨博(江苏)机器人有限公司、工业和信息化部计算机与微电子发展研究中心(中国软件评测中心)等单位参与的国家重点研发计划智能机器人专项基于视觉与电子皮肤的机器人安全控制技术”2020年度项目总结会议在线上成功召开。

科技部高技术研究发展中心刘进长研究员,重点专项总体专家组专家哈尔滨工业大学赵杰教授、北京航空航天大学陈殿生教授,项目责任专家中科院深圳先进技术研究院欧勇盛研究员、中科院沈阳自动化研究所刘连庆研究员,项目技术专家组专家华南理工大学张宪民教授、哈尔滨工业大学杜志江教授、南京航空航天大学陈柏教授、清华大学叶雄英教授、北京机械工业自动化研究所有限公司赵宏剑研究员,用户专家委员会专家上海航天动力科技工程有限公司总经理何志成、埃夫特葛景国博士以及10家项目参与单位相关负责人及成员等30余人出席本次线上总结会议。

埃夫特董事长许礼进代表项目牵头单位致欢迎词,科技部高技术研究发展中心刘进长研究员提总体要求,项目负责人太原理工大学桑胜波教授汇报项目总体进展,各课题负责人汇报课题进展。

本项目面向安全、高效、智能、低故障率、低事故率的工业机器人安全控制需求,针对人机共存、人机交互、多机协同等复杂场景中的主动安全问题,开展基于视觉的作业空间快速三维重构、安全区域动态设定侵入体实时识别及碰撞判断等技术研究,突破非接触式主动安全中的复杂大场景/高精度安全控制技术,研究新型电子皮肤传感器及基于电子皮肤的碰撞检测与机器人柔顺控制技术,实现基于视觉与电子皮肤的机器人安全控制技术应用,实现视觉/电子皮肤新型核心部件在多应用场景的示范应用。

项目负责人太原理工大学桑胜波教授从研究进度、研究内容、研究成果、经费支出及下一步研究计划汇报了项目的总体进展情况,目前各项研究正有序推进中,达到了2020年度考核指标,部分指标已达到中期考核标准。

1    大场景/高分辨率视觉主动安全系统研究

课题一负责人苏州大学陈国栋副教授从主动安全系统模型构建、算法设计、平台搭建、实验验证四方面汇报了大场景/高分辨率视觉主动安全系统研究的进展情况,该课题完成了主动安全系统平台的搭建,监控区域高达36@4m,可实现机器人的特定响应,响应时间小于1s

2    作业空间视觉目标重构与实时动态侵入检测方法研究

课题二负责人华南理工大学王念峰教授汇报了作业空间视觉目标重构与实时动态侵入检测方法研究相关进展,对高精度的三维重建硬件系统进行设计优化,设计制造了一种基于相机和投影光机的编码结构光三维视觉系统,实现了自动化的结构光投影和采集功能;开展了基于三维数据的研究深度神经网络学习算法,对于不同物体分类的神经网络进行训练,完成了仿真点云数据的输入、提取层次特征,点云分割等功能,实现了障碍物体的识别,优化了高效的神经网络模型性能。

3    面向机器人安全的电子皮肤阵列研制

课题三负责人哈尔滨工业大学张甲教授汇报了面向机器人安全的电子皮肤阵列研制相关进展,压容/压阻耦合的多级力敏感研究中完成了接近觉与触觉感知的理论分析、多级力敏感结构参数的优化设计及感知过程的模拟,通过理论推导和仿真优化完成了电容/气体耦合的多级力敏感结构研究,开发了性能一致且稳定的压阻复合薄膜,采用多孔结构、金字塔结构以及高斯分布结构等多种微结构实现了6×6传感阵列的制备,提升了压容传感器检测灵敏度、提高了对微小力检测能力、拓宽了压容传感器检测量程。

4    基于电子皮肤的机器人碰撞检测技术研究

课题四负责人清华大学朱荣教授汇报了基于电子皮肤的机器人碰撞检测技术研究的具体进展,本课题设计了一种基于分布式力传感器与弹性材料结合的碰撞检测电子皮肤,建立了分布式力传感器的参数设计和性能调控方法、弹性材料的杨氏模量调控方法,制定了碰撞检测电子皮肤的工艺制备流程,搭建了机械臂本体感知系统,实现了电子皮肤触觉信号采集;提出了交互危险指数,初步开展了基于ROS环境下的机械臂运动控制程序开发。

5    视觉和电子皮肤安全控制的机器人工业现场应用和安全评估方法

课题五负责人埃夫特方明博士汇报了视觉和电子皮肤安全控制的机器人工业现场应用与安全评估方法的具体进展,本课题开展了国内外机器人安全相关标准研究,提炼了机器人安全评估的主要指标和要求,调研了基于视觉的机器人主动安全控制技术、接近与力触觉融合的电子皮肤一体化技术、基于电子皮肤的机器人碰撞检测及柔顺控制技术等关键技术的研发过程,并开展了相应的安全评估指标和方法研究;搭建了基于视觉的协作机器人安全控制技术研究所需的实验环境和应用场景。

与会专家对本项目的研究进展表示充分肯定,并提出了质询意见,各课题负责人逐一解答专家质询。

埃夫特董事长许礼进在总结时表态,埃夫特将和项目参与单位一起高质量、高标准完成本项目,推动视觉和电子皮肤技术在人机协作机器人等多机器人平台,以及焊接、喷涂、打磨、装配、搬运等多应用场景的示范应用,并结合埃夫特下一代智能机器人研发和产业化进展,将新型视觉和电子皮肤主动安全控制技术产品化成一种新型关键核心部件,并推动视觉和电子皮肤关键部件的产业化,以及在多机器人平台和多应用场景的批量应用。

项目负责人桑胜波教授对接下来的研究进行了部署,下一步计划以应用场景为研究目标,增强基于视觉的安全控制与基于电子皮肤的安全控制之间的融合,加强课题间整体的集成度,将各实验室的研究联调联试,推进项目向产品化、工程化发展。

科技部高技术研究发展中心刘进长研究员在总结时强调,本项目总体进展顺利,各项研究正在有序推进,要求项目组进一步明确应用场景,通过应用场景牵引研发任务,推进研发项目产品化和工程化。要求项目组进一步发挥两组一委的指导作用,严格挂图施工,严格按照节点推进研发和工程化任务。