《机器人》2024年特约文章合集(三)

文摘   2024-12-09 19:01   辽宁  

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1. 并联式髋关节外骨骼设计与基于人机耦合动力学方法的系统实现

作者:吴新宇  中国科学院深圳先进技术研究院

摘要:同构串联式外骨骼普遍存在人体生物关节轴线与外骨骼机械关节的转动轴线发生偏移(即人机关节失配)的问题。为此,本文提出了一款并联式髋关节外骨骼,通过新型的结构设计消除了人机关节失配的问题和穿戴前繁琐的人机关节校对环节,同时具有人体髋关节的所有运动自由度,并实现髋关节屈曲/伸展和外展/内收方向的助力。另外,为解决并联外骨骼驱动力耦合问题,提出了基于人机耦合动力学模型的控制方法,实现了各支链驱动器的协同助力控制。最后,构建了可穿戴外骨骼样机系统,在穿戴者身上开展了 1 类外骨骼运动性能验证实验和 4 类运动助力实验,实验结果验证了所提出外骨骼与人体良好的运动相容性以及控制器助力的有效性。
引用信息王向阳, 陈春杰, 马跃, 曹武警, 吴新宇. 并联式髋关节外骨骼设计与基于人机耦合动力学方法的系统实现[J]. 机器人, 2024, 46(3): 339-350. 

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2. 基于模仿学习的眼底手术行为机器人复现

作者:陈殿生  北京航空航天大学

要:针对现有眼底手术专家紧缺的问题,提出了一种获取与学习医生眼底手术操作技能的方法。首先,基于深度相机构建了手术操作行为采集平台,对手术操作轨迹进行采集;其次,依据医生在不同手术阶段的操作意图,基于隐马尔可夫模型,实现了对医生操作技能的分割与表征;再次,基于模仿学习算法设计了医生手术操作学习方法,并进一步实现了对医生手术操作的复现;最后借助睿尔曼 RM65-B 机器人对相关方法进行了实验验证。结果显示,本文的眼底手术行为模仿学习方法可有效实现手术操作技能的表征与学习,并指导机器人完成相关手术操作。

引用信息:至, 潘越, 陈殿生, 秦雪娇, 王韫, 王俊杰. 基于模仿学习的眼底手术行为机器人复现[J]. 机器人, 2024, 46(3): 361-369

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3. 基于目标检测和场景流估计联合优化的3D多目标跟踪

作者:贺升  上海交通大学
摘要:大多数3D多目标跟踪方法独立优化目标检测和帧间数据关联部分,没有考虑单帧的特征学习和帧间关联学习的耦合性。为了实现单帧检测和帧间关联的耦合学习,提出了一种基于目标检测和场景流估计联合优化的3D多目标跟踪框架FlowDet-Track。在该框架中,提出了一个检测引导场景流估计模块来缓解不正确的帧间关联。为了获得更准确的场景流标签,特别是在旋转运动的情况下,提出了一种基于框变换的场景流真值计算方法。在KITTI MOT数据集上的实验结果表明,本文算法的车辆类别HOTA与DetA指标比PointTrackNet算法提升了25.03%和30.8%,表明本文算法的位置跟踪精度优异;此外,极端旋转运动条件下的对比实验进一步证明了算法的鲁棒性。
引用信息王光明, 宋亮, 沈玥伶, 王贺升. 基于目标检测和场景流估计联合优化的3D多目标跟踪[J]. 机器人, 2024, 46(5): 554-561. 

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