本发明涉及一种基于磁流变技术的仿人机器步态切换控制系统及控制方法，所述控制系统包括多个柔顺控制器，所述柔顺控制器包括磁流变单元、长度调节单元和反馈回路单元。所述步态切换方法将事先规划好的走路(跑步)的末状态和跑步(走路)的初状态插值成连续光滑可导的曲线，同时，在线反复优化计算步态切换瞬间关节的运动轨迹，通过控制柔顺控制器活塞的往复运动，改变机器人杆件的质心位置、速度和加速度，当机器人有向前倾倒的趋势时，使前腿伸长，后腿缩短，机器人质心调后；当机器人有向后倾倒的趋势时，使前腿缩短，后腿伸长，机器人质心调前，控制机器人的稳定性，实现机器人走路、跑步间的自由切换。

一、项目简介 物流业是融合运输、仓储、货代、信息等产业的复合型服务业，是支撑国民经济发展的基础性、战略性产业。加快发展现代物流业，对于促进产业结构调整、转变发展方式、提高国民经济竞争力和建设生态文明具有重要意义。2014年国务院发布实施《物流业中长期发展规划（2014—2020年）》，规划中明确了加强物流信息化建设和推进物流技术装备现代化是未来物流业发展的主要任务。2016年福建省经信委、发改委和商务部联合发布《福建省加快物流业发展实施方案（2016-2020年）》，方案提出了完善物流基础设施、提升物流业信息化和标准化的主要任务。实现仓储物流的信息化和拣选自动化是实现物流信息化和技术装备现代化的重要内容。智能仓储机器人的技术进步已经成为了仓储物流的信息化和拣选自动化的标志。 二、前期研究基础 采用企业与高校共同投资模式，项目组与厦门大学嘉庚学院及厦门市东万晟贸易有限公司联合建立了“现代物流与供应链创新研究中心”。并联合申请了福建省产学研项目“多机器人物流拣选调度智能系统”。 三、应用技术成果 开发了AGV智能小车，完成了车体和控制系统及简易的调度系统。 开发了MES数据采集系统，包括底层硬件采集端，中间层数据处理端，数据展示端。 四、合作企业 厦门市东万晟贸易有限公司是一家民营企业，成立于2000年4月。其股东均为深圳市东华通实业发展有限公司的主要投资人。2002年在泉州设立分公司，2012年已在漳州、龙岩、福州、三明、莆田、南平设立分公司。目前员工总数200多人。产品辐射闽南金三角的厦门、泉州、莆田、漳州地区和闽西的龙岩、三明、南平地区，闽东的福州、宁德地区，终端网络近5000多个，和沃尔玛、麦德龙、福建新华都、永辉、家乐福、大润发等卖场及各婴童渠道有良好的业务合作关系。目前，厦门公司年销售额近10亿多元。厦门翔安区新建的5层物流配送中心约6000多平米。

汽车电子、汽车通信、人工智能在专用汽车领域的研究、应用方面的人才

　　英荔创造学堂人工智能普及教育整体解决方案 一站式 · 全流程 · 开放互联 最快3 天升级实验室，1 周内开课，快速开展AI 教学 助力学校实现「六个一」 　　一、教学硬件Hardware 　　英荔AI 互联主机 　　运行着「AI 空间联接系统」，具备Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee 等多种标准无线通讯能力。它是AI 空间中「联接」的核心，担任「传声筒」和「翻译」的职能，赋能空间内各种硬件实现交互联动。 　　智能空间编程套件 　　配置在AIoT 空间中的智能交互硬件，与品牌教育硬件互联互通，使项目创作从鼠标、键盘、屏幕扩展至整个空间，创造性地打破固化的空间交互规则，增加交互性、趣味性与沉浸感，打造更生活化的AI 学习。 　　英荔比特电子套装 　　基于编程教育常用开源硬件micro:bit 的电子积木套装，包含20 多个传感器，兼容乐高结构件，方便学生动手搭配组合，完成各类指定或自创的AI 实体应用项目。 　　品牌联盟教育硬件 　　跳出单一品牌桎梏，英荔可将众多品牌的智能教育硬件引入到AI 教学中，让其成为实验与创作可用的组件。 　　二、人工智能教学空间 AI Makerspace 　　开放的AIoT 空间联接能力 　　英荔创造学堂不仅可联接、使用丰富的教学硬件，更基于AIoT（人工智能物联网），把智能家居硬件引入到教学中，让学生直观理解「万物互联」，并得以通过AI 与编程对空间交互进行自主设计。 　　灵活的空间设计方案 　　提供从零开始的「整体空间建设」及因地制宜的「既有空间改造」，打造更贴合需求的AI 教学环境。 　　AI 教学空间分为教学引导区、创作实践区、互动体验区、作品展示区及材料储藏区。 　　三、课程体系Curriculum 　　英荔创造学堂提供完整的AI 课程体系，覆盖整个K12 阶段，提供对应的教师手册、学生手册、活动手册、教学课件及教学视频等完整的教学配套资料。 　　四、教学实施Teaching 　　英荔编程创作平台 　　基于图形化编程进行创作的平台，学生可以像拼积木一样用简单、直观的方式编写代码，提高学习体验的开放性及互动性。 　　1、支持Python，C++ 等34 种编程语言 　　2、接入TensorFlow、OpenCV 等开源AI 算法 　　3、大量扩展插件，增强与AI、硬件、空间互动的功能 　　英荔AI 训练平台 　　与英荔编程创作平台互通，让学生直观理解机器学习原理，并在图形化界面上实际操作。提供数据汇集与标注、模型训练、实时运算等功能，将AI 算力得出的结果与实验、创作相结合，提高学生应用AI 解决问题的能力。 　　英荔空间管理平台 　　方便总体了解空间设备情况，界面采用直观易懂的「动态磁贴」设计，内置自发现机制，支持快速添加新设备。 　　英荔教学云 　　教师可利用教学云集中管理班级成员，快速批量创建班级团队及分配账号，支持「词组密钥」与「图形密钥」两种登录方式，无需记忆复杂密码，方便更多年龄段学生参与创作。 　　五、教师培训及派驻服务 　　英荔拥有一支以美国卡耐基· 梅隆大学博士——杨威教授为代表的专业教研团队，面对不同教师群体提供讲师派驻服务及多样化的教师培训支持，通过在线录播、直播及面授等形式，使教师理论知识及实操能力得到快速提升。 　　六、赛事活动Competitions 　　世界青少年人工智能竞赛（WAICY）中国区赛事 　　1、CodeLab 开源社区、英荔教育共同承办 　　2、发改委主管中国信息协会大力支持 　　3、由卡耐基· 梅隆大学博士杨威教授担任顾问 　　英荔将主办2021 年世界青少年人工智能竞赛（WAICY）中国区赛事，并提供完善的参赛指导。该赛事得到中国信息协会的大力支持，面向6~18 岁青少年，方便学校对外展示科创实力和成果，并为AI 教育提供更好的教学出口，拓宽学生的成长通道。 　　WAICY 是由全球人工智能与计算机学科排名第一的卡耐基· 梅隆大学组织举办的首个世界青少年教育类人工智能大赛。 　　七、合作案例Cases 　　北京王府学校 　　北京顶尖的国际学校之一——北京王府学校与英荔创造学堂达成合作，校方正式引进人工智能编程课和专业师资。此次合作是北京王府学校推进人工智能教育的重要一步，旨在全面发展中小学生科学素养和创新思维能力。 　　作为北京市首家中外合作制学校，北京王府学校曾获「中国民办十大知名品牌学校」及「2014年度最具影响力国际教育品牌」等荣誉，是美国大学理事会授予的中国唯一的AP 教学示范校，也是北京首家剑桥大学国际教育考试中心。 　　新会尚雅双语实验学校 　　新会尚雅学校是一所办学思想独特，教育理念鲜明，教学设备先进的现代化学校。 　　英荔创造学堂与学校正式达成合作，整体建设人工智能实验室，提供包括课程、空间建设、教学硬件等方面的全流程人工智能教育服务，积极培养学生的人工智能应用能力。英荔更在学校的「未来精英」夏令营举办「AI 编程体验活动」，将近500 名学生现场亲身操作可编程机器人及智能硬件。 　　深圳实验承翰学校 　　深圳实验承翰学校是一所融小学、初中、高中和国际课程教育于一体的国际化、现代化的学校，秉承「让平凡不平凡，让优秀更优秀」的育人理念。英荔创造学堂对教室进行智能化改造，并开办「人工智能430 课堂」，旨在锻炼学生的创造性思维，培养全面发展型人才。 　　广东外语外贸大学附设佛山外国语学校 　　广外佛山外校是一所15 年一贯制全寄宿的国际化外国语学校，以「坚持全人教育，为学生终身发展负责，培养走向世界的现代人」为办学宗旨。学校引进英荔创造学堂的整体解决方案，正式开展人工智能教学，打造以学生动手实验与创作为核心人工智能实验室，帮助学生真正了解人工智能学科。 　　台州科学研学实践教育基地 　　2020 年8 月，由中科院主导、台州市椒江区教育局和前所街道助力的台州科学研学实践教育基地正式投入使用。英荔创造学堂作为人工智能教育领域的代表正式落地台州，成立创造学堂台州园区，打造台州人工智能教育的新窗口。 　　科技需要不断创新，创造学堂助力台州研学基地开展人工智能教学板块，将前沿科技融于实践教育中。        联系我们： 　　官网网站：https://longan.link/ 　　官方微信：英荔创造学堂 　　电话：400-931-8118（工作日9:00 - 18:00） 　　地址：广州市天河区天河北路233 号中信广场1005 室

技术分析(创新性、先进性、独占性) 为了充分利用先进的人工智能的新技术，提高医疗影像辅助诊断的水平，使得智能医疗诊断技术提高临床诊断的质量和效率，使其尽快走入家挺、社区，满足人们的医疗健康的需要。研究临床医学影像的2D病灶精细分割和三维跨模态的影像三维重建技术。首先，通过建立多层感知的神经网路，对医学影像的特征进行充分学习，得到影像的几何映射的关系，从而实现对医学影像的三维重建，克服了现有的三维重建技术中度量关键问题，关键技术对于医学影像的精准度量，具有现实意义:其次，在2D病灶分割中，利用半监督学习技术，实现少标签情况下的分割技术，半监督学习技术可以有效解决医学影像中标签难以获取的问题。技术的研究成果的特点是医学影像跨模态辅助诊断技术，对于超声、CT以及核磁共振等影像都有效，并且攻克的神经网络过于复杂的关键问题，所研究技术适用于临床快速便捷辅助诊断。此外，在医学度量方面的关键技术中，突破了人体腹腔及皮下脂肪的精细分割技术的关键技术，可以用于临床辅助诊断中，在关键技术探索中，实现对腔内脂肪特征的精细学习，该技术仅需要少量的影像标准数据，就可以实现皮下脂肪的准确分割，并证明了关键技术的有效性。

工业机器人定位精度是机器人技术研究的关键问题，直接影响到机器人的作业精度和应用水平。本项目瞄准机器人动态误差测量中的关键问题，原创性的将级联棱镜多模式跟踪方法引入机器人动态测量中，结合单站双视场三维重建方案，不仅可以实现粗精顺序跟踪、时变跟踪和连续跟踪等动态测量要求，而且能够产生直线形和圆弧形等多种跟踪样式，同时满足大视场、高分辨率成像和大范围、高精度定向的动态多自由度测量要求。研究内容包括：建立级联棱镜粗精耦合跟踪和双视场成像联控的测量方案和数学模型；研究粗精跟踪和双视场成像的参数匹配、模式转换、测量信息提取与图像处理方法；根据测量要求，建立机器人动态误差测量的理论模型、误差模型和实验方案，并实现测量系统的精确标定；通过机器人动态误差的测量实验，为机器人误差测量提供科学依据，同时对测量精度进行评定。本项目提出的单站多模式跟踪测量方法具有独创性和可行性，旨在攻克激光多模式跟踪机器人误差测量系统中的关键问题，开展测量系统的原理样机实验和应用示范研究，有望为机器人动态误差测量提供全新的解决途径，具有重要的应用价值和市场前景。 近二三十年来，激光跟踪技术发展迅速，在机器人测量领域得到广泛应用。据ElectroniCastConsultants发布的市场研究报告，对光电跟踪行业的全球消费量进行了调查分析。2010年，光电跟踪设备的全球消费价值为5.95亿美元，预计未来五年该行业的消费价值将以9.83％的平均年增长率在成长，2016年将达到9.51亿美元，约合人民币58.96亿元。本项目提出的测量系统以其结构紧凑、准确性高、速度快、偏转角度大、动态性能好、环境适应性好等优点，是一种颇具潜力的测量新技术，可以广泛用机器人动态误差测量领域，具有广阔的市场前景。 根据“中国制造2025”规划，我国需要努力提升高端装备的自主创新研发能力，而测量技术是高端装备制造的重要保证。目前，我国高端光学测量设备主要依赖进口，不仅价格昂贵，而且国外对其关键技术严密封锁。国外每台激光跟踪仪的售价高达百万元，严重制约一些我国中小心型企业的购买。因此本项目研发的产品不仅在国内存在巨大的市场空间和发展潜力，而可以推动先进装备制造的产业化进程，对促进我国自主创新具有重要的战略意义。项目研发中的创新技术处于国际先进水平，将极大提升机器人作业的技术含量。合作单位江阴纳尔捷机器人技术有限公司是专业从事机器人技术研发的高新技术企业，是机器人产业联盟第一届理事单位，具有雄厚的科研和技术开发实力。该项目在研究实验阶段，就可以将成果应用到现有产品的开发中；项目完成后除了该公司以外，研究成果还可以应用到其他自动化机器人装备企业的产品开发中。尤其通过产学研结合，将会极大的提升产品的科技含量并缩短产品开发周期，提前实现批量化市场销售，有望为企业带来良好的经济效益。

项目成果/简介:项目针对术前、术中、术后全周期的 MIS-TKA 机器人综合解决方案，突破柔顺 7 自由度机械臂与精细操作 2 自由度末端执行器，个性化虚拟导板以及安全手术操控技术，基于图像配准的增强现实手术导航技术，术中下肢力线定量检测与修正、以及个性化术后评估技术；研制出具有术前规划、术中导航与机器人操控、术后评估、以及安全保障的专科型 MIS-TKA 机器人样机系统，建立 MIS-TKA 机器人手术流程规范与安全、有效性评估体系。项目阶段:已成功研制出脊柱微创手术机器人系统，并开展临床试验效益分析:膝关节损伤是骨科学的主要组成部分，且由于其周围毗邻重要神经、血管，不恰当的手术操作往往会导致严重后果。微创全膝关节置换技术手术创伤小，术后恢复快，深受患者好评。但该技术严重限制 了手术切口，手术视野小、操作空间窄、骨性标志显露差对医生提出了更高的要求。本项目从微创全膝关节置换手术外科临床出发，针对术前、术中、术后三个阶段提出智能化、机器人化手术方案，将微创精准 TKA 手术提升到智能化水平，推动 TKA 机器人手术技术、TKA导航技术、TKA 术前规划和术后评估技术、以及智能化手术系统集成技术的进一步发展，为后续临床验证、产品化奠定坚实的技术基础。

项目针对术前、术中、术后全周期的 MIS-TKA 机器人综合解决方案，突破柔顺 7 自由度机械臂与精细操作 2 自由度末端执行器，个性化虚拟导板以及安全手术操控技术，基于图像配准的增强现实手术导航技术，术中下肢力线定量检测与修正、以及个性化术后评估技术；研制出具有术前规划、术中导航与机器人操控、术后评估、以及安全保障的专科型 MIS-TKA 机器人样机系统，建立 MIS-TKA 机器人手术流程规范与安全、有效性评估体系。

军舰、轮船、航母等大型船只由于海水的腐蚀以及海洋微生物的附着，船舶外壁钢板需要定期除锈，传统的除锈工艺是由人工手持喷枪进行高空作业，工人劳动强度较大，且产生大量粉尘严重污染周边环境。 针对上述问题研制了爬壁式船舶喷砂除锈机器人，设备分为爬壁机器人、喷砂及回收撬装和空压机三部分，爬壁机器人作为喷枪载体，代替人工到高空进行除锈作业。人工在地面操作遥控器操控爬壁机器人，也可以提前设计好路线全自动除锈。除锈后产生的废料和粉尘限制在防尘罩内，经回收管路吸入分离器，分离出的大颗粒砂料落入喷砂罐内重新利用；不可利用的小颗粒粉尘经管道进入滤筒过滤器，灰尘沉入储尘箱，达标后的空气排出。 本设备具有以下优点：无粉尘及噪声污染，绿色环保；磨料可循环利用，节约磨料成本；吸附力强，可进行负角度行走；除锈效率高，是人工除锈的2-3倍；无线遥控，方便安全。

"微创手术是外科发展的必然趋势。微创手术机器人可提升医生手术能力，改善工作模式，提高手术质量，对微创手术发展具有重大意义。 项目在国家科技支撑计划、863计划等支持下，围绕微创手术需求，从基础理论、关键技术、临床应用三个层面开展系统研究，结合机器人学、折展机构理论、可靠性设计方法等原理，在系统设计与优化、可靠性设计与系统集成、检测方法与安全性评价、临床评估与应用研究等方面展开工作，研制成功具有完全自主知识产权的微创手术机器人整机系统，打破了国外的长期技术垄断，实现了高端医疗装备自主创新。"