4月13日下午，2018國家機器人發展論壇暨RoboCup機器人世界杯中國賽之“共融機器人”專題論壇在浙江紹興柯橋成功舉辦，七位領域內專家學者從人機交互應用、多機協作、機器視覺、仿生機器人等方面進行報告，并與參會者進行充分交流，共同探討機器人與人共融領域共同的發展前景，來自機器人、智能制造、國防安全、自動化等領域代表參加了此次論壇。論壇由西安交通大學蘭旭光教授和中國科學院沈陽自動化研究所劉連慶研究員共同主持。
共融機器人是指能與作業環境、人和其它機器人自然交互、自主適應復雜動態環境并協同作業的機器人。機器人與人的共融，將成為下一代機器人的本質特征。共融，意味著人機處于同一自然空間，二者緊密協調，機器人能夠自主的提高技能，實現自然交互理解，并確保人的安全。在4月13日上午的主論壇中，中國科學院沈陽自動化所王天然院士介紹了“共融機器人”這一概念。該概念已經成為我國機器人發展戰略中極其重要的方向的重要內容。所謂共融，就是講的機器人與人共融，機器人與機器人共融，機器人與環境協調共融。它表明了未來機器人發展趨勢，同時也勾畫出未來人類社會將會出現新的變化。
第一個報告來自清華大學劉辛軍教授，他在《高速并聯機器人創新及多機協作應用》的報告中分析了當前高速并聯機器人及其應用發展現狀，介紹了高速并聯機器人本體創新設計方法，包括構型設計、性能評價及參數優化設計，并以清華大學研發的TH-SR4為例展示了創新設計過程和效果。報告闡述了多機高速協同作業系統涉及的關鍵技術，以及因此研制的成套裝備在生產企業的應用效果；最后，報告對高速并聯機器人未來的創新發展思路做了分析。
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上海交通大學王皓教授在《具備柔順特性的大變形彈性連桿并聯機構》一文中提出了并聯形式的構型方案，基于空間穩定結構中彈性支鏈在特定末端運動形式下的變形模式，通過設置柱孔形式的剛性約束實現了三平動彈性連桿并聯機構的概念設計。在此基礎上，以摩擦損耗最小為目標，采用一種內球副約束對滑動邊界的結構形式進行了優化，并完成了物理樣機的制造和裝配。針對這一機構的空間三平動運動的精確實現問題，采用柔度矩陣主軸分解理論和有限元思想建立了彈性支鏈與彈性鉸鏈超冗余欠驅動機構的等效關系，提出了基于梯度搜索方法的末端運動與驅動輸入之間的映射模型，并在此基礎上借助串聯機構的柔度映射理論對末端的柔度特性和順應能力進行了分析，從而為今后的人機協作應用提供理論指導。
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西安交通大學陳霸東教授帶來《信息論學習與腦信號分析與處理》的報告，和參會者分享了機器學習領域新的研究方向：信息論學習（Information Theoretic Learning，ITL），重點介紹了信息論學習方法應用于腦信號分析與處理的研究，從而有望提高腦機接口系統的準確性、可靠性和實用性。之后報告中闡述了信息論學習的基本概念和方法及其在腦信號分析與處理中的應用。
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中國科學院沈陽自動化研究所劉連慶研究員以《基于生物活體細胞的本征感知與驅動》為題，提出類生命機器人的研究理念，通過生命系統和機電系統在分子和細胞尺度的融合，推動機器人系統由非生命介質向生命介質轉變，使得機器人同時具備生命系統和機電系統的優點，進而提升機器人的各種性能、帶動機器人學科的發展。報告中以感知和驅動為例，介紹如何以活體細胞為物質載體，通過與機電系統的結合，實現生命本征感知和驅動，演示出類生命機器人理念的先進性和效果。
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上海交通大學劉洪海教授在《人體運動行為感知與解析及其人機交互應用》的報告中介紹了在人體運動行為感知與解析的研究背景下的理解和研究專注點。他闡述了基于云端多傳感感知與解析的人機交互系統框架及其應用。報告中針對自閉癥兒童的運動行為和肢體障礙疾病病癥報告人給出了嘗試性的機器輔助診療方法并匯報了目前的研究進展。
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西安交通大學蘭旭光教授在《基于視覺推理的機器人作業》的報告中介紹了抓取是機器人領域的一個重要問題。他提出了一種基于深度學習適用于多目標物體的抓取方法。該方法分為兩個部分，第一部分是基于卷積網絡的機器人抓取關系預測網絡。該部分以包含多目標物體的圖片為輸入，輸出目標物體的檢測結果和可行的操作順序。為實現網絡的訓練，蘭旭光教授采集了包含超過5000張圖片的視覺操作關系數據集，并提出了物體對池化層以完成網絡的端對端訓練。第二部分是基于全卷積結構的物體抓取部位檢測網絡。該部分以單一目標物體的圖片為輸入，結合有向錨點框機制，最終輸出可行的抓取部位，并在康奈爾抓取數據集的五折交叉檢驗上取得了99.44%的準確率，是目前精度最高的算法。
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帶來最后一個報告的是浙江大學李鐵風副教授，其在《人工肌肉與軟體仿生機器人》報告中介紹了軟體機器人和智能結構用響應性材料驅動，相比傳統的硬質機器人有特殊的性能，可在環境偵測等應用中發揮高適應性的優勢，并且依靠其柔軟結構利于人機交互應用。他指出，軟體仿生機器人工作利用電響應彈性體和凝膠混合結構，制備軟體驅動機器魚，實現了結構全透明，靈活操控等功能。
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當前，國家自然科學基金委員會已成立“共融機器人基礎理論與關鍵技術”重大研究計劃，通過面向智能制造、醫療康復、國防安全等領域對共融機器人的需求，開展共融機器人結構、感知與控制的基礎理論與關鍵技術研究，為我國機器人技術和產業提供源頭創新思路與科學支撐。未來，機器人可能有多模態傳感，會更加理解人類需求，共融機器人將成為未來發展的趨勢，實現人機智能化的自然交互。在此背景下，中國自動化學會將籌備成立共融機器人專業委員會，以促進共融機器人理論研究，推動共融機器人領域技術的變革和發展。
學會秘書處 供稿
