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图像导航下的微创手术机器人
成果的背景及主要用途： 近距离放射治疗是通过穿刺手术将放射性药物植入病灶，通过放射性药物阻 断癌细胞增殖，达到治疗的作用。课题组主要研究低辐射损害、高精度、高可靠 性，核磁兼容微创放疗手术机器人，图像导航手术辅助平台等技术；满足三维精 准微创放疗手术需求。 技术原理与工艺流程简介： 1. 机器人系统设计及制造 通过对图像导航的近距离粒子植入引导机器人结构设计及控制部分的研究， 解决了核磁图像导航机器人结构兼容性、材料兼容性和控制兼容性等难题。解决 了超声图像导航机器人的自动控制技术和基于图像及电磁传感装置的反馈控制 技术。 在穿刺针局部放入放射性粒子，经微创进入人体后，放射性粒子会留在体内 发生作用。目前已有成品，下一步开发目标是可以放入液体药物，经手术机器人 直接注入病灶中。 2. 图像导航系统平台 自主研发具有自主知识产权的图像导航手术辅助平台软件。能够完成病人的 数据管理，三维重建，三维剂量规划，术中导航和术后验证等功能，是微创放疗 手术必不可少的部分。 本软件特点是能否针对用户需求进行模块化组合，减少用户投入。软件能实 现多种图像模式融合，便于术前核磁、CT 检查与术中超声图像导航的匹配。三 维剂量规划可以实现保护周边健康器官，最大限度进行放疗的作用。 3. 力学机理及轨迹规划 轨迹规划是手术规划的重要组成部分，在局部放疗手术中，粒子的准确植入， 是躲避重要器官，准确到达目标位置，获得准确剂量的关键技术。本技术通过对 穿刺过程针与人体软组织力学的研究，确定穿刺点及最优手术轨迹。 应用领域：医院、医疗器械公司技术转化条件：大型医疗器械公司 合作方式及条件：根据具体情况面议
天津大学
2021-04-11
重载机器人高速高精度作业控制技术
相对于常规轻载工业机器人而言，重载机器人为了实现高速、高精度、高负载等典型性能需求，对控制系统的性能提出了更高的要求。在此背景下，面向重载搬运、磨抛、搅拌摩擦焊等重载型工业机器人高精度、高速度控制需求，开展了150KG/500KG重载机器人刚柔耦合动力学建模与补偿控制等关键技术研究。具体技术指标： (1) 研发实现了六自由度重载机器人动力学建模及模型参数、负载在线辨识技术，以建立重载机器人带载工况下的高精度完整动力学模型，提高带载情况下的自适应控制精度； (2) 针对传统重载机器人所存在的控制精度较低、动态性能较差等问题，研究并实现了一种基于动力学模型的力矩前馈控制方法，通过对力矩的实时补偿可有效提高机器人的轨迹跟踪精度，改善动态性能； (3) 针对由于关节柔性而导致的重载机器人关节弹性振动问题，研发实现了一种关节弹性振动抑制复合控制方法，无需借助外部传感器，可有效抑制了机器人的关节弹性振动，实现对机器人末端的柔性偏差补偿，提高重载作业的轨迹跟踪精度。
东南大学
2021-04-11
基于脑机接口的服务机器人系统
本研究根据90％脑神经功能正常的人在短时间闭眼后脑电（EEG）中alpha（α）波幅均可明显增强这一普适特征，设计了一套简便易行的基于脑电α波的脑-机接口系统。该系统仅需在操作者头后部放两个脑电检测电极，短暂训练就可以快速而可靠地控制外接机电装置运行开关，还可以扩展为多选项实时控制系统。搭建了闭眼alpha波控制系统，引入开关抑制模块减少误控制，实现了对单个开关的快速可靠控制，经10名操作者试验，激活开关平均时间为2.4秒、平均错误率3％，进一步开发设计了基于计算机LabVIEW平台显示的循环灯选择系统，利用α波控制单个开关的功能，通过四灯循环作为指示菜单，实现了四个目标的α波控制选择。经5名操作者试验，证实每个受试者均只需少数训练时程即可达到10%或更低的错误率。设计了α波机器人控制系统以实现α波对服务机器人的实时控制。经5名操作者参加连续25次随机方向控制实验，平均正确率达到91.2％，再次证实本研究设计的α波的脑-机接口系统进行多选项控制的可实现性和潜在应用价值。如实现系统集成化和便携化，配置适当的控制显示面板，可望进一步开发出专供那些患有全身性重症瘫痪但头脑功能正常的残疾人使用的新型助残轮椅等产品。
天津职业技术师范大学
2021-04-10
具有双摆锤的球形机器人及其应用
本发明公开了一种具有双摆锤的球形机器人及其应用。球形外壳装在球形内壳外形成球面滑动，球形内壳中安装有相互垂直的第一固定轴和第二固定轴，第一固定轴主要由分别位于第二固定轴两侧的两段轴构成，两段轴同轴，第一固定轴和第二固定轴的轴线交点位于球形内壳球心；固定轴一端连接摆锤电机的输出轴，另一端通过摆锤轴承连接到球形内壳壁孔中，摆锤固定连接到固定轴中部。本发明实现了球形机器人向任意方向滚动，方便易行，稳定性高。
浙江大学
2021-04-11
人机交互遥操作空间机器人技术
突破了人机交互遥操作机器人的力感知、力反馈、力控制三大关键技术，研制成功人机交互遥操作的关键支撑设备，填补了国内空白。
东南大学
2021-04-11
面向居家养老的家政服务机器人
主要功能和应用领域： 老龄化社会和残疾人需要家用机器人服务。当今中国，需要面对的新挑战是人口的老龄化加剧，以及残疾人的比重越来越高，未来我们需要投入大量的人力物理财力来陪护老年人和残疾人的生活起居。面向居家养老的家政服务机器人对提高老人的生活质量及缓解国家和社会的压力具有重要的意义。 面向居家养老的家政服务机器人的主要功能有： （1） 个人助理，包括日程计划与提醒、面孔记忆与识别、电子设备操作指导、可视通话、摄影摄像、报告天气提醒穿衣等。 （2） 娱乐陪伴，包括音视频颠簸、歌唱舞蹈、表情语音互动交流等。 （3） 安全监测，包括人体活动分析及异常检测、煤气水电危险监测、视频监控等。 （4） 云端计算，包括用户活动、交互反馈云端存储、用户习惯模式分析及个性化交互推荐、机器人协作交流等。 特色及先进性： 该成果包括全向移动地盘技术、机器人控制技术、3D手势精确建模识别和学习技术、2D和3D眼动跟踪和检测技术，具备先进的感知能力、视觉理解能力及多媒体交互技术。 主要技术指标： 静态手势识别，采用WDTW识别技术，可以识别任意自定义手势，最大使用距离为4M，视角为70度（垂直）60度（水平），分辨率为1080p。识别率方面，在CHTG自定义手势数据库中，对3D连续手势识别算法进行了对比验证，我们的方法和传统的识别的方法分别取得了85%的正确率以及12.2%的错误。 眼动控制采用基于投影空间中交比不变性的眼睛凝视点估计方法，使用距离为100-800mm，使用偏移为200mm（垂直）200mm（水平），控制频率为30fps。目前眼动控制技术精精度高达2度。 能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果： 现有研究成果覆盖了面向居家养老的家政机器人的全部关键技术，基本具备了产业化的初步条件，目前正在加紧研制样机。项目实施后将推出极具竞争力的居家养老家政服务机器人产品，具有广阔的市场前景。
电子科技大学
2021-04-10
面向居家养老的家政服务机器人
老龄化社会和残疾人需要家用机器人服务。当今中国，需要面对的新挑战是人口的老龄化加剧，以及残疾人的比重越来越高，未来我们需要投入大量的人力物理财力来陪护老年人和残疾人的生活起居。面向居家养老的家政服务机器人对提高老人的生活质量及缓解国家和社会的压力具有重要的意义。面向居家养老的家政服务机器人的主要功能有：（1） 个人助理，包括日程计划与提醒、面孔记忆与识别、电子设备操作指导、可视通话、摄影摄像、报告天气提醒穿衣等。（2） 娱乐陪伴，包括音视频颠簸、歌唱舞蹈、表情语音互动交流等。（3） 安全监测，包括人体活动分析及异常检测、煤气水电危险监测、视频监控等。（4） 云端计算，包括用户活动、交互反馈云端存储、用户习惯模式分析及个性化交互推荐、机器人协作交流等。
电子科技大学
2021-04-10
工业机器人关键技术研发及应用
依托我校“机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室”等重点研究基地，重点开展面向工业4.0的智慧工厂技术、生产线自动化生产技术、智能工业机器人、高性能伺服电机驱动技术等制造业生产自动化升级改造关键技术和装备的研发。在机器人感知技术方面实现了传感器微型化、网络化、集成化和智能化，为机器人感知提供系统的解决方案；在机器人控制技术方面提高了机器人操作精度、可靠性、可重复性等性能指标，保障机器人能够完成多任务、高柔性的灵巧作业。目前已研发并应用的机器人包括铁轨表面缺陷检测机器人、汽车发动机气缸铸件清理机器人、高压电线巡检除冰机器人、与瑞森可机器人公司联合研制的关节臂式机器人等。
湖南大学
2021-04-11
400人！2022年博新计划公示名单出炉
2022年博新计划正式公示，共400人入选！
中国博士后科学基金会
2022-06-16
新型钢材打捆包装工业机器人
定位精度高，拧丝头与钢材的严格位置关系是保证打捆成功的关键，也是打捆机高性能的具体体现。现有设备在垂直与水平两个方向定位，且系统不稳定很难达到正确位置，故定位精度不准确，定位时间长达20秒左右。而本产品用一个自由度来完成两个方向的定位，并能自动适应不同捆径的钢捆，大大减少。现有设备捆结角度为270°易造成松捆和散捆，而本产品为720°，就不会出现松捆和散捆等现象。 蓄丝机构的蓄丝量取决于导丝槽直径，从而决定每个打捆周期的送丝的长度，同时该机构还负责抽丝动作的完成，现有设备采用蓄丝轮于蓄丝油缸串联机构（即立式），安装在打捆机底部。本产品采用并联双油缸同步推进并置于打捆机上部，全部露在外部，这样机构紧凑，维护方便，造型美观。在导丝槽上设计了加强臂，并在其上安装了成型器，实现了减小抽紧力，提高了打捆质量，并节约了能源。 液压系统为节能控制回路，利用蓄能器的能量，使系统在限定的高、低压间工作，从而减少能量的损失，降低了系统的发热量，也降低了泵功率。控制方面使用了基于PLC的双CPU控制系统，并提出应用了直接检测到阀、传感器元部件级的设备监控、故障诊断体系，并为打捆机的进一步智能化提供了可靠依据。 主要性能指标：1. 本产品与国外现有技术相比较，整机布局的合理性，彻底解决了难于维护和检修的问题，提高了运行的可靠性；2. 打捆周期：小于10秒；3. 捆结角度： 720°；4. 蓄丝机构：并联双油缸同步推进并置于打捆机上部；5. 液压系统：节能控制回路；6. 控制系统：基于PLC的双CPU控制系统。
北京航空航天大学
2021-04-13