智慧起航，共创未来
《机器人》2024年特约综述合集（一）
1. 软体技术在机器人化制造中的应用与展望
通信作者：吴志刚 华中科技大学
摘要：当前，传统的制造方案已无法满足日益严苛的大型工件制造需求，机器人化制造方案成为解决问题的关键，但目前还存在诸多局限，例如：结构复杂、适形性低、容易对工件造成破坏、加工－检测一体化难等问题。针对上述问题，提出了将软体技术与机器人化制造系统融合的思路，在机器人化加工、检测和装配 3 个场景中引入软体变刚度技术、柔性传感技术和软体夹持器技术，赋予机器人化系统轻量化、顺应化、无损化、无感化、集成化等优点，为机器人化制造提供全新的解决方案。并且，针对机器人化制造未来的发展趋势，分析了软体技术巨大的应用潜力，进一步推动机器人化制造向着共融机器人方向深入发展。
引用信息：蒲萌浩, 徐富康, 柴治平, 夏志生, 丁汉, 吴志刚. 软体技术在机器人化制造中的应用与展望[J]. 机器人, 2024, 46(2): 158-177.
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2. 软体机器人拓扑优化设计研究进展
通信作者：陈飞飞 上海交通大学
摘要：软体机器人在非结构化环境作业任务中极具潜力，但其驱动－结构一体化特性令结构设计问题颇具挑战性。相较于经验设计和仿生设计思路，拓扑优化方法从数学上实现了结构严密演化，可为设计问题提供新思路。本文聚焦于软体机器人拓扑优化设计的研究进展。首先，对软体机器人的变形行为与力交互特性两类基本设计问题进行简要描述，进而阐述拓扑优化思想以及主要的拓扑优化方法，然后列举各类软体驱动器的典型设计案例，最后系统概述软体机器人拓扑优化设计中存在的挑战与技术难点。
引用信息：罗凯, 李德臣, 陈世通, 陈飞飞. 软体机器人拓扑优化设计研究进展[J]. 机器人, 2024, 46(2): 219-233.
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3. 面向线状柔性物体的机器人操作研究进展与展望
通信作者：李翔 清华大学
摘要：线状柔性物体具有强变形特性且模型复杂、个体差异大,使用机器人对其进行自主、灵巧的操作具有极大的挑战。本文对面向线状柔性物体的机器人操作研究进行了系统、详细的梳理和总结。首先,从基础研究角度对线状柔性物体的建模、感知、规划、控制等基础问题进行了概述,并从应用研究角度对打结、布线、插孔等具体任务进行了整理。之后,对近年来面向线状柔性物体的机器人操作研究发展趋势进行了总结,并对有待进一步探索的热点问题进行了分析和展望。
引用信息：于铭瑞, 李翔. 面向线状柔性物体的机器人操作研究进展与展望[J]. 机器人, 2024, 46(5): 623-640.
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《机器人》2024年特约综述合集（二）
1. 机器人化装备测量－加工一体化技术现状及展望
通信作者：刘辛军 清华大学
摘要：面对非结构化的加工场景以及多品种小批量复杂构件的定制化加工需求，机器人化装备需具备感知待加工件和加工场景的能力，对测量技术与加工技术的深度融合需求迫切，但目前尚无成熟的技术体系。本文围绕测量－加工一体化技术所涉及的测量数据获取、加工特征提取、加工方案生成和末端闭环控制4项关键技术进行综述，总结了测量－加工一体化技术的现状与面临的技术挑战，对测量－加工一体化技术在构建跨尺度测量场、优化数据驱动方式、集成多功能测量、拓展智能化应用等方面的发展趋势进行了分析和探讨。
引用信息：王卓群, 谢福贵, 解增辉, 刘辛军. 机器人化装备测量－加工一体化技术现状及展望[J]. 机器人, 2024, 46(1): 118-128.
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2. 软体机器人离子／电响应驱动材料与结构进展
通信作者：李铁风 浙江大学
摘要：介电弹性体和水凝胶这些软材料具有特殊的物理和化学特性，能够对外界刺激做出良好响应，使其成为新型软驱动器、可穿戴设备、医疗保健设备和人机交互机器人的重要组成部分。本文首先探讨了电子型电活性聚合物（介电弹性体材料）的应用前景和改良路径。讨论了硅橡胶类、聚氨酯类和丙烯酸酯类介电弹性体的性能和优缺点，阐述了该类材料在人工肌肉中的应用前景及局限性。进而提出了利用瓶刷式介电弹性体（BBE）以及互穿型网络结构（IPN）改良材料性能等解决方案。其次，介绍了电磁响应型、渗透压响应型以及光响应型水凝胶驱动器，并对其各自的工作原理和应用进行了全面的阐述。最后，总结了介电弹性体和水凝胶两类驱动材料与结构对软体机器人性能的影响，展示了这两大类驱动器在软体机器人、人工肌肉和智能传感器等领域的应用可能性，并提出了未来的一些研究方向。
引用信息：吴佳祥, 邱林涛, 王吕婷, 赵雨开, 张凯航, 石烨, 杨栩旭, 李铁风. 软体机器人离子／电响应驱动材料与结构进展[J]. 机器人, 2024, 46(2): 178-194.
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3. 基于柔性传感的软体机器人交互研究进展
通信作者：文力 北京航空航天大学
摘要：本文旨在总结基于柔性传感的软体机器人交互研究进展。首先介绍了软体机器人在柔性抓取、生物医疗以及环境探索等实际应用领域的最新研究进展。其次介绍了软体机器人运动学和动力学建模方法。接着分析了适用于软体机器人的柔性传感技术，重点讨论了柔性多模态感知技术。然后阐述了软体机器人传感与智能交互技术的研究现状，利用柔性传感器实现软体机器人本体感知、环境感知以及多模态感知，着重分析了基于柔性传感器的软体机器人智能交互系统。最后，对基于柔性传感的软体机器人交互研究所面临的潜在挑战与可能的发展方向进行了分析与展望。
引用信息：刘文博, 王韫, 朵有宁, 段金曦, 陈星雨, 李磊, 刘昱辰, 文力. 基于柔性传感的软体机器人交互研究进展[J]. 机器人, 2024, 46(2): 195-218.
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4. 肌肉协同理论在脑卒中上肢康复中的研究进展
通信作者：刘洪海 哈尔滨工业大学(深圳)
摘要：肌肉协同理论在脑卒中上肢康复中的应用有望为临床康复的标准化评估和干预提供新的技术手段和指导策略。本文针对基于肌肉协同理论的人体运动模块化策略,总结了肌肉协同的数学模型和特点,重点分析了近年来肌肉协同理论在脑卒中上肢康复中的研究现状,主要包括运动损伤评估、康复效果评估、康复干预指导和康复机器人有效性评价 4 个方面。然后分析了肌肉协同理论发展所面临的挑战。最后对肌肉协同理论在临床康复应用的研究进程进行总结,并对未来发展趋势进行展望。
引用信息： 盛译萱, 常辉, 王志永, 曹锐凯, 刘洪海. 肌肉协同理论在脑卒中上肢康复中的研究进展[J]. 机器人, 2024, 46(3): 370-384.
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