仿真现实的工业设备和自动化生产线，帮助学生快速掌握自动化生产线关键技术、智能装备与产线智能化、PLC虚拟组态和仿真、工业数字孪生技术和工业场景应用等知识。

1.痛点问题 协作机器人与人类共享工作空间，通过直接（即物理上）或间接地与人类交互共同开展操作任务。相比传统工业机器人，协作机器人有更高的安全性和更易于编程的特点，能够通过人类示教部署于各种不同的任务并灵活地与人类配合。随着传统工业机器人带来的效率提升趋于饱和，能够安全配合人类的协作机器人能够进一步提高制造业的生产效率，带来可观的经济效益。然而，现有的协作机器人存在以下两大痛点问题。 问题一：安全和效率之间的权衡一直是人机交互中未系统解决的开放性问题。当存在人机直接接触时，为了保证人的安全，现有的协作机器人是通过中止正在进行的任务、顺从人的干预以保证安全；然而，不论人是有意地干预（即工人直接抓取机械臂来引导其任务）还是无意地接触机器人，都将造成机器人暂停手头工作；直到人类停止干预，机器人才能继续执行它的任务。虽然这种人机协作方式能够保证机器人与工人合作的安全，但因为机器人需要在不同的工作模式之间切换，其工作效率将会受到影响。 问题二：如何提高人的示教效率为协作机器人的另一大痛点问题。协同机器人多用于能够灵活拆装的生产线，以适应新的任务，因此新任务的编程效率很大程度上决定了工作效率。基于人类示教的编程方式具有自然、本能的优势，能够直接传递人类的操作技巧与经验。其中，将示教轨迹参数化为可以编辑修改、适应不同任务的形式是提高效率的核心问题。该示教轨迹不光应该包含机器人末端的运动数据，而且应该包含同时调整的冗余关节运动数据，从而同时完成末端主任务与关节避障任务，以适应工作环境。现有的示教方式未能结合离线示教与在线介入，因此无法适用于需要同时记录机器人末端和关节的示教任务。 2.解决方案 本项成果基于增强现实-触觉感知技术，开发了混合交互接口与人机互补操作算法，以解决上述痛点问题。 ①对于问题一，本项成果提出了自适应视觉控制与零空间阻尼控制的协作框架：在有限视场、未校正相机、关节奇异的情况下，保证了机器人在整个工作空间内的全局稳定性；在不影响机器人末端任务的前提下，允许人类专家随时、安全地介入以改变机器人关节姿态，以应对环境动态变化或突发事件，从而实现了安全与效率并重的人机协作方式。 ②对于问题二，本项成果构建了增强现实-触觉感知的混合接口，让人类专家可以在任务和冗余联合空间进行双手演示，同时记录机器人末端与机器人关节的数据。示教轨迹基于DMP方法进行参数化，能够根据不同任务所需的末端位置、关节角度、运动速度进行自适应调整，在保证末端任务精度的同时完成关节的避障任务。 技术核心： ①基于增强现实-触觉感知的混合交互接口; ②用于双手示教的机器人轨迹学习方法; ③自适应全局稳定控制算法。 预期产品：用于人机互补协同操作的设备与软件 3.合作需求 1)资金需求：本项成果开发的人机互补协作平台，在硬件与软件研发阶段需要资金投入，需约250-500万元人民币； 2)孵化资源：公司研发所需办公及研发场地、实验室、分析与测试实验室等； 3)团队：协作平台开发团队、商务开发与合作团队、财务、法务等支持团队； 4)生产制造企业合作：提供人机协同操作的场景与需求，开展工厂真实环境的测试与部署； 5)基础研究合作：与协作机器人、增强现实、触觉感知方向的国内外基础研究团队合作，开发新的交互设备与算法。

项目背景：现有船舶设计及强度评估方法已经处于缓慢发展 阶段，但是船舶结构安全事故（尤其是针对大型船舶）却屡见不 鲜，传统的技术方法在提升船体结构强度的同时，也直接导致船 舶建造成本和船舶营运成本的快速增加，因此船舶结构安全保障 技术发展已进入一个瓶颈期。类比其他行业如桥梁飞机等，发展 方向已逐渐向智能化监测以及预警及决策转变。为打破瓶颈，针 对船舶结构安全性的技术方向也应向智能化感知及辅助决策方 向转变。其中的主要研究要点为智能感知和数字孪生关键技术， 技术路径为构建传感系统的搭建与优化体系、研究结构状态智能 感知和数据挖掘方法，建立基于感知数据的载荷反向识别、数字 孪生模型与驱动更新技术，以及基于智能算法的安全评估技术， 该技术不但可以在营运过程中保障船舶结构安全，还可以船舶设 计优化和完善规范有重要的指导意义。该需求技术国内外均处于 初步研究阶段，国外船级社 DNV 已有该类产品，但国内尚无同类 产品，并未形成行业壁垒，可实现研究自主化，获得自主知识产 权，填补国内空白；该产品的研发也有利于实施国家制造业发展、 山东省产业转型和青岛市海洋发展等国家和地方战略，在抢占行 业高地的同时带动产业链升级。 所需技术需求简要描述：1.传感器网络布局优化及数据采集，硬件传感网络布局覆盖全船结构，最大监测点不小于 128， 最高采样频率不低于 500Hz；2.船体结构感知系统智能化数据处 理，实现结构正常状态数据和异常状态数据的模式识别；3.船舶 结构智能孪生模型构建及同步演化；4.结构安全在线评估，并提 出结构安全完成任务使命所需的运维处理和运维策略。  对技术提供方的要求:1.在船体结构监测领域具有一定的研 究经验；2.具备相关领域软件开发和硬件集成、测试能力；3. 具有相关技术的研发和软件开发背景；4.具备船级社质量管理体 系认证。 

ThingJS-X是面向数字孪生可视化的零代码开发平台，以“0代码 真孪生”为宗旨，致力于帮助物联网解决方案提供商实现高效率、低成本、易维护，构建从研发到交付一套完整的数字孪生体系，实现9倍效率提升。 ThingJS-X几乎辐射各个行业领域，包括政府、运营商等800+行业头部客户，其中1500+成功案例，涉及智慧城市、智慧园区、智能楼宇、智慧工业等多种业务场景，覆盖各个层级的可视化需求。

   基于数字化与虚拟现实技术的创新型地理专用教室是指以“数字化”为主导，以数字星球系统为核心，遵循教育部《中学地理专用教室建设规范》，配备常规教学类的交互地图教学系统；天文实践类的课程资源包；创新应用类的虚拟现实VR教学系统、地理AR沙盘、全息教学系统、3D地理教学系统；实验活动类的地理交互学具、地理综合实践套装；并辅以教学通用设备以及环境创设，能够把地理课本上的知识更直观、生动、全方位的精彩呈现，让学生打开传统的思维模式，以一种更加生动活泼的方式学习地理，有利于教师教学活动的开展和学生学习效率的提高。 设计思路    1）通过数字化地理专用教室构建一个平台，切实有效地突破地理教学瓶颈，使数字化地理专用教室成为地理学科的重要组成部分。    2）通过数字化地理专用教室方案的实施应用，颠覆性地改革地理学习的观念和方法，让地理知识实现O2O。    3）将云技术融入数字化地理专用教室，开启地理学科“互联网+教育”的新时代，让学生的地理学习地理教学焕发生机和活力。    4）依托数字化地理专用教室的数字化信息技术环境，促进学生的自主学习、协作学习与研究性学习。    5）通过对数字化地理专用教室的硬件、软件、资源及互联网技术的科学配置与有机整合，满足地理教师备课、教研、教学、评测及反馈的应用需求， 形成完整的教学闭环。 核心优势   一、三个率先，引领市场。     1、率先提出地理专用教室解决方案，并规模实施；     2、率先提出数字化地理专用教室解决方案，并规模实施；     3、率先提出基于虚拟现实技术的数字化地理专用教室解决方案，并规模实施；   二、市场良好的售后服务保障，教学研服务培训，让教室、设备真正用起来。     专门的服务团队，完整的服务体系 ，对客户进行实时跟踪服务，及时解决问题，并提供培训服务，教研活动服务等。   三、雄踞全国地理专用教室用户数量榜首。     地理学科的教育装备已有7000家客户，涵盖小学、初中、高中、师范院校等，具有良好的口碑和品牌效应。   四、多频次进入国家标准     其核心产品被列入《中华人民共和国教育行业标准》和《中学地理专用教室装备规范》，其技术领先难以超越。          五、商标专利技术把控，避免用户牵涉侵权盗版的专利纠纷中。     2017年11月30日，北京市高级法院下达终审判决书，维持北京一中院判决，最终裁定：     一、无锡XXX（原：无锡XX）自判决生效之日起，立即停止对该专利产品的侵权行为，立即停止制造、销售、使用、许诺销售、进口数字星球系统产品并立即销毁未销售的数字星球产品；     二、无锡XXX自判决生效之日起七日内赔偿被侵害方经济损失及合理支出费用。   六、中国教育装备行业协会《中学数字化地理专用教室装备规范》牵头单位、制定者。     2019年3月28日在北京市召开的第三批教育装备行业团体标准立项审定会议中，中教启星中学数字化地理教室装备规范被列入《第三批教育装备行业团体标准立项清单》，成为数字化地理教室装备规范制定的牵头单位和标准制定单位   七、全面构建地理生态社区微循环。     备课系统、教研平台、测评系统、教学助手和地理社区等地理教学工具的应用，能够满足数字化地理专用教室和地理产品用户基于网络的成长需求，实现教育+互联网的结合，始终贴合用户的需求，构建起地理生态社区微循环系统。

ROB数字孪生仿真教学实训系统是基于国际知名品牌仿真软件平台与硬件平台通过数字转换与双向映射，将真实的示教与虚拟的仿真系统连通实现动态交互和实时连接，实现工业机器人应用的任务示教编程、工作站搭建、智能制造生产线的搭建、数据交换融合以及验证。既能离线仿真，又可与真实环境同步。从而达到虚拟操作与真实操作结合。保证了实训操作安全，缩短了实操的上手时间。同时让教学实训模式更加多样化、教学实训内容更加生动、教学过程更加高效、便捷、安全。 ROB数字孪生仿真教学系统采用工业标准件设计，各组件均安装在高强度箱体内，机械结构、电气控制、执行机构相对独立。可进行工业机器人结构、运动轨迹、算法分析与设计、控制原理、机器人视觉原理、PLC控制原理与编程、以及系统之间的通讯、检测、交互控制理论、机器人编程与调试、I/O通讯、程序数据、通讯方式设定等多方面操作学习，适合中职、高职、本科院校以及培训机构的工业机器人应用、机器人工程、智能焊接技术、智能制造等相关专业以及自动化技术人员进行培训训练及技能比赛。本系统既能满足教育部1+X焊接机器人编程与维护职业技能等级证书师资培训、等级证书培训考试要求，也能满足工业机器人运维员职业证书等级的实训要求。

Ø 基于OpenSceneGraph函数库的虚拟现实引擎系统,并且可以作为ActiveX控件嵌入浏览器中展示。虚拟现实引擎系统整体框架分为虚拟引擎核心模块以及输入输出接口模块两个模块，其中，虚拟引擎核心模块实现数据动态加载、场景控制、场景漫游、特效仿真、模型行为仿真、运动目标管理、四维动画生成、视频动画输出等功能，该模块是系统开发的核心模块；输入输出接口模块将虚拟引擎核心模块所需数据组织转换为符合要求的格式，以及将实际展示所需数据组织转换为符合要求的格式这两个功能。

在该套方案里，我公司综合应用了Untiy 3D 技术、数字孪生技术、动作捕捉技术以及混合现实技术，培训内容覆盖应急医疗救援的指挥部署培训、救援策略和战术、培训医护人员个人救治技能培训以及医护人员团队协作培训等，满足应急救援各环节的需求。

AUBO 3D Robot数字孪生仿真系统是一套完整的数字工厂仿真实训平台，采用数字孪生技术，将虚拟工厂的机电系统与真实的控制系统打通，通过丰富的3D虚拟交互形式，从而实现对智慧工厂电气接线、编程、控制教学培训等目的。该系统采用了1:1的虚拟机器人示教系统接入至虚拟工厂，以虚拟化的机器人本体及周边设备代替实体，实现机器人的人机协作、系统集成、编程维护的应用实训开发。 此外，软件系统不仅仅是针对于机器人系统的简单示教与编程应用，通过结合PLC系统、运动控制系统以及机器视觉控制系统等各种集成控制，能够给与一套虚拟与现实机器人工厂应用场景的复现。

项目背景：目前，国内脚轮生产基地大部分在南方地区， 据统计，中国脚轮产品市场份额约占全世界的 30%，全国需 求量约 600 亿元，公司为弥补北方高品质脚轮的空缺，进行 了注塑车间智能化技术改造，建设了集中供料、集中供水电、 集中供气的智能化先进生产线，配合先进的冷却技术，通过 机械手以及输送带完成“注塑+成型+冷却+输送”一条线。 广泛应用于工业、商业、医疗器械以及机械、物流运输、环 保清洁用品、家具行业、美容器械、食品机械、五金生产等 各行业。 所需技术需求简要描述：寻求针对脚轮产品制造过程中 的流程优化和技术改造方案。并通过对注塑机等设备 MES 数 据的提取和挖掘，实现注塑过程的数字孪生，并设计开发基 于数字孪生的智能决策系统。  对技术提供方的要求:能完成对脚轮生产线的精益改 造，并实现数字孪生技术的个性化应用。