数数冬奥会上的酷炫机器人

数数冬奥会上的酷炫机器人

北京2022年冬残奥会日前落幕了。在本届冬奥会和冬残奥会上，亮光出彩的不光是那些奋斗的运动员，还有各种酷炫的高科技。比方，中国科学院沈阳自动化研讨地点“科技冬奥”要点专项支持下研制的多种类型机器人就非常吸睛。

两名机器人“火炬手”完结水下传递。

帮忙冬残奥火炬手完结接力的上肢助力外骨骼机器人

3月4日，在北京2022年冬残奥会火炬传递活动中，上肢助力外骨骼机器人成功帮忙火炬手传递火炬，显现了奥运与科技交融的理念。

在火炬传递中，火炬手彭园园佩带上肢助力外骨骼机器人完结接力，举起火炬。传递过程中，她灵敏运用外骨骼机器人挥舞致意，运用本身手臂与其流通自若替换火炬。外骨骼机器人全程安稳抓握火炬，点着下一棒火炬，协助彭园园完结了双手操作的愿望。

科研人员在上肢助力外骨骼机器人的研制中，突破了人机神经接口技能，立异研制了贴合皮肤的多模态信息收集体系，精确解析受试者意念，完结了残肢与外骨骼机器人世的天然控制；突破了残肢功用再造技能，完结了外骨骼拟人化规划，确保手臂具有精密操作、负重操作才能。

让残疾人日子更夸姣，是科研人员一直以来的奋斗目标。此次活动展现的新一代行为辅佐机器人体系，为残疾人像健全人相同日子、学习带来了期望。

火炬手彭园园运用上肢助力外骨骼机器人进行火炬传递。

会变身的水下变结构机器人

2022年2月2日，奥运史上初次由两名机器人“火炬手”完结水下传递！在北京冬奥公园莲石湖下，水陆两栖机器人与水下变结构机器人完结了精彩的火炬接力。

在冰面下，水下变结构机器人游向下潜而来的水陆两栖机器人，又稳又准地对接了机器人小伙伴“手”中的火炬。随后，水下变结构机器人依托本身高精度的冰下组合导航定位体系，精准地游至洞口，如芙蓉出水一般浮出水面，点着下一棒火炬。机器人的水下接力也成为北京冬奥火炬传递的亮点。

水下变结构机器人便是一个会“变身”的机器人，经过本体可变形的规划，它既能高效飞翔，又能安稳作业。想要快速飞翔时，机器人就把机械臂与火炬藏在身体里，外形出现为美丽的流线型，这样可以确保高效飞翔形式下的水动力功用。想要传递火炬时，机器人就使用升降组织完结载体上下别离，完结“变身”，再切换到安稳作业形式，机器人伸出握着火炬的七功用灵敏机械臂，此刻的机器人可以小规模机动和悬停作业，来完结水下火炬传递。

机器人与机器人之间水下火炬传递既是亮点，也是难点。科研团队突破了杂乱流场扰动的水下动态对准、机器人—机械臂厘米级精准作业、冰下高精度定位扶引等关键技能，确保了水下变结构机器人这一起浮渠道，在户外杂乱流场扰动条件下，控制机械臂手持火炬，抵达并继续坚持在结尾厘米级的对接精度，然后顺利完结火炬传递使命。

“云雀”飞翔机器人

能水陆两栖的机器人

在上文说到的两名机器人“火炬手”完结水下传递中，另一个主角便是水陆两栖机器人。

水陆两栖机器人选用仿冰壶的造型，当火炬手将两栖机器人火炬点着后，它开端挥舞手臂，骄傲地向全世界展现这一荣耀的时间。挥舞火炬的一起开端旋转，火焰随风飘动，在冰雪掩盖的莲石湖畔显得分外潇洒。研制团队研讨了冰面、水下的环境模型，经过多目标优化规划，获取了两栖机器人结构参数，完结两栖机器人总体布局规划，使其具有了在冰面上低温、低冲突环境下的精准导航和全向运动才能，然后完结两栖机器人从冰面到水下的跨介质火炬传递。

随同机械臂的摇动，两栖机器人一路旋转，在冰壶赛道上以美丽的运动曲线展现科技之美，抵达黄色圆垒沿斜面进入冰洞。研制团队经过两栖机器人多运动形式控制，完结不同运动形式的流通切换。两栖机器人入水后在水面调整方位、姿势，敞开水下火焰形式后，垂直下潜到指定方位，安稳悬停定位，等候与水下变结构机器人的火炬对接。

水陆两栖机器人与水下变结构机器人以浮游在水中的办法进行火炬接力，极易受水流等影响而产生晃动。因而，两栖机器人不只要在冰面上滑得好，还要在水下停得稳。研制团队全面评价了运动过程中机械手火炬传递对机器人全体动力学和安稳性的影响，完结了水中精准定位悬停，为水下火炬接力成功奠定了根底。

水陆两栖机器人

在空中“接力”的飞翔机器人

这儿咱们要说的主角“云雀”飞翔机器人，它的使命是在空中经过机械臂与冰面上的水陆两栖机器人完结全程全自主的火炬对接传递，并进行冬奥火炬的空中展现。

假如将以往大规模观测使命比作“快马加鞭”的话，这对“云雀”来说便是小标准规模内“牵线搭桥”的精密活儿，对飞翔机器人体系提出了新的技能应战：强壮的飞翔控制器是“云雀”的“大脑”，可以在近地扰流和机械臂扰动下完结精准安稳的悬停；近红外视觉体系作为“云雀”的“眼睛”，可以精确捕捉到冰面火炬并辨认焚烧状况；搭载的多自由度机械臂相当于“云雀”的“手臂”，可以经过“机臂协同”和“手眼协同”完结高精度伺服作业；而舱内的自动热平衡体系就像“云雀”的“体温调理体系”，可以在超低温环境下坚持舱内器材工作温度安稳。

水下变结构机器人

穿山越岭的地上机器人

这款地上移动机器人，在冬奥公园展现了多种地势环境经过、自主定位、自主导航等功用，还展现了与火炬手以及两栖机器人的模仿对接，可谓“身怀绝技”。

穿山越岭跑得快：机器人的规划结合了轮式移动渠道和仿人双臂结构。地上机器人的下半身选用了六轮全地势移动渠道，这种移动渠道可以自适应多种户外地势环境，无论是沙地、草地、雪地、斜坡、台阶、沟壑都可以如履平地，机器人最大移动速度可以抵达14公里/小时。

手臂灵敏视力好：为了更好地符合奥运人文理念，机器人的上半身选用了仿人型结构。机器人的躯干部分有两个自由度，每个手臂别离有七个自由度，可以做出和人相同的肢体动作。机器人的头部也具有俯仰和反转两个自由度，可快速灵敏滚动。一起，头部还配有双目立体视觉，操作者可以在长途实时获取现场的3D沉溺感立体画面。

会画地图能导航：机器人还装备了机器视觉、惯性导航、激光雷达等传感器，可以在线创立机器人行进区域的环境地图，还能根据地图中的本身方位进行自主途径规划和导航。

可视精准的手术机器人

冬奥会等世界大型重要体育赛事的医疗突发事件危险高、运动损害高发，手术机器人在进步手术功率方面派上了大用场。

实时图画引导的可视精准手术机器人体系，现已用在了冬奥会等大型体育赛事的医疗保障上。这个手术机器人可以在微创手术时供给精准的神经外科、脊柱外科辅佐手术服务。科研人员突破了多功用运动伤口手术机器人异维多模态医学图画交融配准、手术实时可视化、术中导航实时控制等关键技能及办法，使手术机器人可从手、眼两个维度拓宽医师的才能。

“延伸”医师的手：科研人员为手术机器人添加了细长器械，以此替代医师的双手，然后扩展医师的操作规模，还能确保术中器械的相对安稳。经过这种办法，在进步手术精度的一起缓解医师高强度的体力劳动，然后完结对医师手的扩展。

“亮堂”医师的眼：在手术中进行印象收集，会对人体形成额定射线损害。科研人员使用光学扫描仪替代透视印象设备，在手术中实时扫描手术区域，降低了透视设备对医师和患者的身体损害。此外，经过多传感器标定算法，将解剖结构进行三维医学印象显现，为医师供给“透视眼”，出现了更明晰形象的人体透视图，然后扩展医师的眼。