成果简介： 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。

喷头雾化液滴中径尺度控制范围 20-40μm； 喷杆总高度可在 1.5m-2.2m 内自动调节； 无人驾驶施药导航系统相位中心误差±10mm，提取特征线段的准确率达 98%；装备宽度 40-70cm 内可调；施药行驶速度： 0-1.5m/s，加速度为 0.5m/s2；与传统施药方式相比，施药效率提高 10%，农药有效利用率提高 10%。

成果简介：地面无人机器人平台是一种轻型地面移动机器人，其涉及控制、视觉识别、智能算法、导航、规划、通讯等技术。目前已开发十余种从15公斤到400公斤的系列化地面机器人。可以根据实际需要与应用特点，设计不同的底盘、操作手臂，完成不同的任务。地面无人机器人平台具有突出的运动能力，适应复杂野外地面，可以适应软土、沙地、草地等多种地形，越障能力强；具有防雨、防风沙、抗振、抗低温、适应高温等能力，适应野外工作环境。可以在此平台上安装各种功能单元，从而达到不同的应用目的。此种机器人可以代替人在高度危险的环节执行

研究目的和意义机器学习和人工智能已成为当今最热门的技术之一。2017年，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，正式将人工智能作为国家重要发展战略之一。人工智能已经成为信息技术时代的又一波浪潮。在这波浪潮的推动下，互联网行业、金融行业、传统制造业、政务民生、公安警务等各行各业都在积极向人工智能领域转型升级，利用人工智能先进技术提升智能分析和辅助决策能力，

本实用新型涉及磁谐振式无线充电技术，具体涉及一种变电站巡检机器人，包括外壳、无线充电模 块、高效接收端线圈、中继线圈、蓄电池、高清摄像头和电磁辐射屏蔽层；无线充电模块安装在外壳底 部，高效接收端线圈及中继线圈固定于无线充电模块中，高效接收端线圈设置在中继线圈之上；电磁辐 射屏蔽层覆盖无线充电模块的顶部；高清摄像头设置于外壳的顶部；高效接收端线圈和高清摄像头分别 与蓄电池电连接。该变电站巡检机器人减少了传统有线充电插头等部位易发生老化、易产生火花

研制的新型水下飞行式智能探测巡检机器人通过长艏翼设计，可搭载双三轴正交电磁探测设备，以突破水下声、光设备探测盲区，克服海缆（尤其是海底光缆）直径细小、海床掩埋等探测挑战，实现近海底飞行式探测与巡检，为海缆智能运维提供关键技术支撑。该水下机器人为国内首款面向海缆智能运维的无人无缆自主探测巡检装备，可通过日常巡检评价海缆安全风险，制定海缆系统运维计划。该装备还可对海缆进行故障点快速定位，辅助完成海缆快速打捞和故障修复。 图 1飞行式长艏翼水下机器人近底探测巡检海缆场景 图2 自主研发的海缆智能探测巡检水下机器人 图3 水下机器人模拟海缆探测湖上试验 水下机器人深度等级300米（可根据场景需求进行升级）；有效探测磁场强度≥10nT；巡航速度3节、探测巡航速度1-2节。

本成果为自主研发的神经外科智能导航与手术机器人系统，核心包括手术规划软件、导航定向系统、机器人辅助器械定位和操作系统。 该系统能够提供开放的人工智能建模与手术规划功能，让建模与规划更加智能；提供个性化3D打印部件功能，让导航设置更简便，术中操作更安全；具有界面友好、功能强大的神经外科建模与手术规划软件，支持CT/MRI多模态图像自动配准融合、智能重建、解剖测量、手术方案设计等功能。此手术机器人可用于脑外科手术、活检、电极测量、囊肿或血肿等手术。机器臂可实现精确的术中定位，手术更加微创，并且可以连续稳定工作，降低医生疲劳程度，提高手术安全性。

抛投式微小型智能探测机器人，是一种小型机器人，2公斤以内，可以随身携带，可以以手抛、炮射、空投等方式进入灾害（火灾、地震、化学爆炸等）现场，实现危险环境的无人探测与通讯。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 应急救援人员在执行如消防侦查等具有一定危险性的救援任务时，都需要尽可能了解任务场景，然后制定指挥方案。在任务环境未知的情况下，如果让救援人员去探测现场情况，不仅难以获得准确、全面的现场信息，更重要的是可能给探测人员带来危险。采用智能侦检机器人代替人员去探测任务场景，可以通过机器人上装备的多种传感器获得完整的现场信息，还能使得救援人员在侦检过程中远离危险，提高任务执行效率，减少人员伤亡。针对不同使用场景，采用不同机器人可以满足使用需求：对于高楼或狭小型空间，可采用抛投式微小型智能探测机器人执行侦检任务；对于地面情况复杂的情况，履带式应急智能探测与救援机器人可以更好实现侦检功能。 本项目形成的产品将主要应用与消防以及应急救援行业，针对火灾现场不明状况的环境条件，尤其是充斥烟气但尚无太高温度的现场环境，研究设计适合消防救援现场信息探测与侦检的抛投式微小型智能探测机器人，通过投掷、炮射等快速部署方式布置到现场，侦测并实时回传现场救援所需信息，实现救灾现场信息的应用集成与辅助决策系统构建，切实保证消防战士施救自身安全、提高救援效率的战术目标。 抛投式微小型智能探测机器人，是一种小型机器人，2公斤以内，可以随身携带，可以以手抛、炮射、空投等方式进入灾害（火灾、地震、化学爆炸等）现场，实现危险环境的无人探测与通讯。 它可在救援人员无法快速接近或不适宜进入的事故现场，采用抛投形式实现快速部署，主动探测火灾现场情况。一方面可以替代消防人员进入不适合人类进入的事故现场，保证了人身安全另一方面，抛投快速部署也提高了灾难响应速度。 本项目中研发的三款机器人都具备对火灾现场温度、气体浓度、可见光或红外图像、视频、声音等环境信息与参数的探测与侦检能力，严格按照消防装备安全规范进行设计，满足消防现场信息探测设施快速部署、所需信息有效侦测等功能要求，特别适用于消防救援现场危险信息的实时探测与搜救任务，可以对起火点的寻找与确认、人员定位与搜救提供重大帮助。根据现场情况的具体需要，可以选择使用不同形态的机器人代替消防战士先行进入各种灾情现场、以及可能坍塌的建筑物、被火墙封锁的室内空间等救援现场开展信息侦检和搜救工作。智能机器人现场侦检实时传回的现场信息，可以有效接入消防救灾现场信息系统，通过信息的集成应用构建救援现场指挥辅助决策系统，对于保证救援人员自身安全、减少次生灾害、提升救援水平具有显著的技术支撑作用。 本项目研发的机器人技术，主要是填补了现有消防装备在复杂环境下智能化侦查能力的不足，使智能机器人技术应用与消防救援任务相结合，社会效益和经济效益价值凸显，并将进一步促进我国消防应急处理关键技术与装备的发展。

1.痛点问题 新材料的设计与研发往往面临挑战：急需的新材料难以快速筛选设计，而设计出的新材料又难以找到高效且低成本的合成配方，拥有合成配方的新材料又会面临规模化的长周期探索。根据国家工业和信息化部对30余家大型骨干企业调查结果显示，130种关键材料中，有32%国内完全空白、54%虽能生产，但性能稳定性较差、只有14%左右可以完全自给，亟需新思路来解决我国新材料研发难题。本项目着眼于新材料研发，希望通过创建目前业内空白的智能化新材料研发范式，引领行业智能材料开发自动化服务与工艺的开发。 在数字化、智能化浪潮中，国家和各行业的产业界都非常看重科研的智能化升级。通过持续的交流与调研，我们发现许多企业和研发团队目前对智能研发存在大量潜在需求，而智能研究服务与工艺的同类竞品极少。因此，清华智研将作为一家高新科技企业，以AI赋能研发（AIEmpoweringResearch&Development）为使命，组建国际顶尖水平团队，向国内引进并自主开发世界前沿的AIforScience技术，打造世界级的AI未来实验室（World-ClassAIFutureLab）。 2.解决方案 本技术为新材料研发数字化智能服务平台，可在材料研发过程中对各个尺度以及不同研发阶段下进行智能化的加速及分析服务。以各种人工智能算法为核心，如主动学习算法，图神经网络，卷积神经网络等，我们根据不同材料体系的尺度包括三大方面：1.针对分子及晶体等微观尺度的功能材料研发，设计智能化的深度学习系统。2.针对二维功能材料及其功能性器件、催化剂、膜材料等宏观尺度，设计智能化的深度学习系统。3.针对功能材料研发的表征仪器等平台尺度，设计智能化的系统解决方案。这些智能化解决方案能极大地加速新材料尤其是碳中和相关材料的研发速度，从而大大地降低研发成本与时间，为企业获得有竞争优势的科研壁垒。 自动化和人工智能助力未来智能实验室的方方面面，从样品制备（称量固体、添加液体、超声处理.等)，到合成（分配液体，控制温度，混合，测量pH值，干燥等)、表征（气相色谱，高效液相色谱，分光光度法等)，通过自动化/机器人的辅助，可以有效提高可重复性，提高信噪比，加快实验速度。通过人工智能技术，将实验数据转换为可操作的智能指导，快速浏览并利用复杂的数据，提升认知能力。 智能化研发平台 3.合作需求 拟成立公司推动该项成果的产业化进程，希望对接 1）工程化、产品化所需的资源； 2）新能源、新材料领域合作企业。

本项目在国内首次提出“跃翔一体”的机器人设计理念，创新性将跳跃结构与固定翼飞行思路结合，集飞行模块、驱动模块与仿生弹跳腿于一体。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 跳跃或飞翔等运动形式，可以获得远高于传统行走、爬行步态的运动灵活性，为使机器人具有小尺度、高集成、多模态的特点，本项目在国内首次提出“跃翔一体”的机器人设计理念，创新性将跳跃结构与固定翼飞行思路结合，集飞行模块、驱动模块与仿生弹跳腿于一体。研制的原理样机在微小尺度下实现了5倍体长的跳跃高度（0.5m）的同时，可在空中维持良好姿态、滑翔距离达到了50倍体长（5m）。