ICRA（International Conference on Robotics and Automation）是机械人领域最顶级的国际聚会，，，，，，，每年都会吸引大批全球顶尖的机械人学者加入。。。。 。据相识，，，，，，，今年 ICRA 有用投稿为4005篇（含 ICRA 2021和RA-L wth ICRA 2021），，，，，，，共有1946篇论文被接受，，，，，，，接受率为48.0%。。。。 。其中 优德官网 入选19篇，，，，，，，涵盖机械人运动控制、多模态感知、多机械人协同、多自由度动力学控制等偏向。。。。 。以下为部分入选论文导读。。。。 。（问题后标注“RA-L”的为入选RA-L with ICRA 2021的论文）
机械人运动控制
1. 使用非对称翼对波驱 USV 的推进力增强 / Thrust Enhancement of Wave-driven Unmanned Surface Vehicle by Using Asymmetric Foil
波驱 USV（WUSV）指纯粹地使用海浪能量在海面上航行的无人勘探装备。。。。 。在 WUSV 中，，，，，，，震荡翼是常用的且直接的一种海浪能吸收和转换手艺，，，，，，，如 Wave Glider 和 Autonaut 等。。。。 。然而 WUSV 相较于其他能源驱动的 USV，，，，，，，虽然在航行寿命上有绝对优势，，，，，，，可是航速却要慢上不少。。。。 。本事情提供了一种使用非对称截面形状和非对称震荡机制来提升震荡翼在事情时代所爆发的前向推进力。。。。 。并且提供了一种使用盘算流体动力学（CFD）仿真来优化非对称参数的要领。。。。 ；；； ；；；；诟靡煺业降囊蛔榻嫌诺姆嵌猿撇问榻ㄑ⒕傩惺笛檠橹，，，，，，，效果批注在相当宽泛的海洋海浪条件中，，，，，，，该非对称翼可以至少增强13.75%的推进力。。。。 。
本文第一作者为香港中文大学（深圳）二年级硕士研究生高岩，，，，，，，现在他的研究偏向集中在海洋机械人。。。。 。本文通讯作者林天麟教授为 优德官网 智能机械人研究中心主任、香港中文大学（深圳）助理教授，，，，，，，他也是 IEEE 高级会员。。。。 。林教授的研究偏向包括多机械人系统，，，，，，，新型移念头械人及人机协作。。。。 。
2. 无人帆船的碰撞危害评估与避让控制 / Collision Risk Assessment and Obstacle Avoidance Control for Autonomous Sailing Robots
关于长航程海上航行使命，，，，，，，实时有用的避碰是自主帆船的要害。。。。 。但作为一种动力有限，，，，，，，同时受到空气动力和水动力情形滋扰的海洋机械人，，，，，，，其避障具有极大的挑战性。。。。 。因此，，，，，，，迫切需要一种具有应急推进系统的碰撞危害预警要领。。。。 。实时举行碰撞危害预警，，，，，，，避免爆发危险。。。。 。现在帆船碰撞危害评估要领有限，，，，，，，如基于势场的要领和确定形状的清静圈要领。。。。 。在帆船碰撞危害评估中，，，，，，，其巨细不可被忽视。。。。 。同时，，，，，，，仅用多层清静圈举行海上碰撞危险预警是不敷的。。。。 。
在本研究中，，，，，，，我们提出了一套帆船碰撞危害评估与避让控制的计划。。。。 。该计划包括：(1) 帆船清静区域（Sailboat safety zone, SSZ），，，，，，，其中同时思量了帆船 OceanVoy 的内在特征和情形因素。。。。 。(2) 基于 SSZ 的避让战略。。。。 。我们使用横向和轴向推进系统提供应急推进。。。。 ；；； ；；；； SSZ 和推进系统提出了一种舵、帆、推进器协调避碰算法。。。。 。
本文第一作者为香港中文大学（深圳）二年级博士研究生祁卫敏，，，，，，，现在她的研究偏向包括无人帆船的避让控制与导航。。。。 。本文通讯作者钱辉环教授为优德官网 副院长、香港中文大学（深圳）助理教授。。。。 。他的研究偏向包括机械人与智能系统，，，，，，，近期主要围绕海洋机械人、微纳机械人、智能艺术系统开展。。。。 。
3. 面向久远航行的V稳固性的节能控制要领 / V-stability Based Control for Energy-saving Towards Long Range Sailing (RA-L)
关于久远航行的无人帆船机械人，，，，，，，其能源的供应能力是一项主要的挑战，，，，，，，倘若施加一连转变的控制信号对自主帆船举行控制，，，，，，，会导致较高的能源消耗。。。。 。别的，，，，，，，团结重大的风场，，，，，，，水流场以及其他海洋情形，，，，，，，使得无人帆船的控制相比其他的无人艇要越发重大。。。。 。直接简朴的镌汰控制指令的转变频率会导致较大的轨迹跟踪误差，，，，，，，甚至偏离导航航线。。。。 。
本文章提出了一种基于 V 稳固性的帆船节能控制要领（E-saving），，，，，，，该要领可以在确保帆船航行稳固的条件下，，，，，，，对控制器指令举行适当妄想调理。。。。 。别的，，，，，，，该要领可在期望的航迹跟踪误差以及能源消耗之间取得一个平衡，，，，，，，使得自主帆船航行在一个可吸收的路径区域同时包管较小的能源消耗。。。。 。E-saving 要领在仿真情形和实验中都举行了测试验证。。。。 。其中在实验中我们使用了 OceanVoy 自主帆船。。。。 。效果体现，，，，，，，相较于V稳固性要领，，，，，，，节能控制要领（E-saving）可以镌汰11%的能量消耗。。。。 。这使得优德官网要领将会在久远航行历程中可以较大的提高航行距离。。。。 。
本文第一作者为香港中文大学（深圳）理工学院三年级博士生孙钦波，，，，，，，其主要研究偏向为机械人能源妄想以及自主帆船机械人系统，，，，，，，其导师为钱辉环教授。。。。 。本文通讯作者钱辉环教授为 优德官网 副院长、香港中文大学（深圳）理工学院助理教授。。。。 。他的研究偏向包括机械人与智能系统，，，，，，，近期主要围绕海洋机械人、微纳机械人、智能艺术系统开展。。。。 。
全文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9349135
4. 磁控螺旋形微纳米机械人的动力学建模 / Dynamic Modeling of Magnetic Helical Microrobots (RA-L)
由低强度旋转磁场驱动的磁控螺旋形微纳米机械人在生物医学领域具有重大的应用潜力。。。。 。磁控螺旋形微纳米机械人的运动动力学对其智能控制和在重大情形中执行使命至关主要。。。。 。这种微纳米机械人可以将旋转运动转化为沿其中心轴的平移运动。。。。 。它们在液体情形中的运动动力学受到许多因素的影响，，，，，，，好比，，，，，，，螺旋的几何形状、螺旋结构外貌涂覆的磁层的厚度和磁化强度、运动所处流体情形的粘度、以及螺旋结构外貌的亲疏水性。。。。 。在本文中，，，，，，，我们建设了一个周全的动力学模子来剖析由刚性螺旋鞭毛组成的磁控螺旋形微纳米机械人在液体情形中的运动特征。。。。 。综合剖析了这种磁控螺旋形微纳米机械人的差别设计对其游动速率、步出频率和最大速率的影响，，，，，，，为磁控螺旋形微纳米机械人的设计提供了名贵的指导。。。。 。优德官网效果也获得了许多实验研究的支持。。。。 。
本文第一作者为 优德官网 副研究员王潇朴。。。。 。本文通讯作者为南科大胡程志教授与 ETH Zurich 的Bradley Nelson 教授。。。。 。
全文链接：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9314226
多模态感知
1. 基于磁传感器列阵与图神经网络的？ ？？？ ？？榛杂芍毓够等斯剐透兄 / Graph Convolutional Network based Configuration Detection for Freeform Modular Robot Using Magnetic Sensor Array
本文提出了一个基于图卷积神经网络的多目的磁定位系统，，，，，，，该系统可在重大铁磁情形中准确举行多目的磁定位，，，，，，，可用于？ ？？？ ？？榛杂芍毓够等耍‵reeBOT）的接触式构型感知。。。。 。
如下图 (b) 所示，，，，，，，一个？ ？？？ ？？榛杂芍毓够等丝赏北欢喔龌等送ü盘连，，，，，，，所提出的构型感知系统可以通过检测空间磁场漫衍准确地定位未必数目的磁铁，，，，，，，进而感知？ ？？？ ？？榛杂芍毓够等讼低彻剐汀。。。 。通过给？ ？？？ ？？榛杂芍毓够等俗芭24个磁传感器，，，，，，，机械人可以监测由磁铁和铁球壳爆发的磁场。。。。 。磁传感器被安排于离铁球壳较近的位置，，，，，，，以减小铁球壳带来的磁滞滋扰。。。。 。铁球壳外貌可毗连区域被划分成了84个匀称区域，，，，，，，如下图 (c) 所示基于图卷积网络的算法可展望其周围毗连点所在区域，，，，，，，此后经由区域融合获得最终定位效果。。。。 。该算法只需单个毗连点的训练数据便可学习在铁球壳滋扰下的磁铁磁场漫衍，，，，，，，并定位所有毗连点的所在区域。。。。 。同时，，，，，，，该算法可以40赫兹运行于该？ ？？？ ？？榛杂芍毓够等饲度胧酱χ贸头Ｆ魃稀。。。 。
本文第一作者为香港中文大学（深圳）一年级博士研究生涂宇啸，，，，，，，现在他的研究偏向包括？ ？？？ ？？榛灾毓够等撕拖殖』等恕。。。 。本文通讯作者林天麟教授为 优德官网 智能机械人研究中心主任、香港中文大学（深圳）助理教授，，，，，，，他也是 IEEE 高级会员。。。。 。林教授的研究偏向包括多机械人系统，，，，，，，新型移念头械人及人机协作。。。。 。
2. 通过基于注重力机制的 SSD 网络实现远距离手势识别 / Long-Range Hand Gesture Recognition via Attention-based SSD Network
手势识别在人机交互领域起着主要的作用。。。。 。以往的研究大多只研究短距离（1-2m）的手势识别，，，，，，，无法与无人机等移念头械人举行长距离、清静距离的交互。。。。 。因此，，，，，，，本文研究了远程手势识别问题。。。。 。提出了一种新的基于注重力机制的SSD网络结构举行远距离手势识别。。。。 。通过该模子，，，，，，，我们将识别距离从1米扩展到7米。。。。 。别的，，，，，，，本文还提出了一种新的基于 USB 摄像头的手势识别数据集，，，，，，，在2米到7米的差别距离收罗手势数据，，，，，，，构建了一个远距离的手势识别数据集。。。。 。使用 USB 摄像头收罗的远程手势数据集举行实验，，，，，，，效果批注，，，，，，，该要领在 SSD 网络上对短（1-2米）和长（5-7米）手势识别都抵达了最先进的性能。。。。 。网络长距离手势（LRHG）数据集，，，，，，，举行比照实验。。。。 。实验效果批注，，，，，，，我们提出的基于注重力机制的手势识别要领比现有的手势识别要领具有更大的优势，，，，，，，在坚持算法性能的条件下，，，，，，，能够识别实时的7米远的手势识别。。。。 。
同时，，，，，，，我们用提出的算法开发一个可以训练手语的游戏，，，，，，，可以资助手语初学者通过玩吃苹果手语打字游戏举行牢靠手语的学习。。。。 。
本文第一作者为香港中文大学（深圳）四年级博士研究生周立广，，，，，，，现在他的研究偏向包括人机交互和场景明确，，，，，，，其导师为徐扬生院士及林天麟教授。。。。 。本文通讯作者林天麟教授为 优德官网 智能机械人研究中心主任、香港中文大学（深圳）助理教授，，，，，，，他也是 IEEE 高级会员。。。。 。林教授的研究偏向包括多机械人系统，，，，，，，新型移念头械人及人机协作。。。。 。
3. 基于二阶段无监视学习的低光照图像增强要领 / A Two-stage Unsupervised Approach for Low light Image Enhancement (RA-L)
由于基于视觉的感知要领通常是建设在情形处于正常光照的条件之下，，，，，，，因此将这些感知要领运用在漆黑情形中会泛起严重的清静问题。。。。 。近年来，，，，，，，人们提出了一些基于深度学习的低光照增强要领，，，，，，，这些要领通过处分低光照图像与正常光照图像像素级损失来增强低光照图片。。。。 。可是，，，，，，，这些要领大多保存以下问题：1）需要低光照图像以及与之配对的正常光照图像来举行训练；；； ；；；；2）这些要领对极暗的图像效果极差；；； ；；；；3）光照增强后会增添图像噪点。。。。 。为了缓解这些问题，，，，，，，本文提出了一种二阶段无监视要领，，，，，，，将低光照图像增强剖析为预增强和后处置惩罚两个阶段。。。。 。在第一阶段基于 Retinex theory，，，，，，，使用 adaptive tone mapping 的要领来对 illumination map 举行变换，，，，，，，获得起源的增强效果。。。。 。在第二阶段使用对抗学习的细化网络，，，，，，，并团结无监视图像增强常用的一些损失（image reconstruction loss/perceptual loss/total variation/adversarial loss）来进一步提高图像质量。。。。 。实验效果批注，，，，，，，在四个基准数据集上，，，，，，，优德官网要领都优于以前的要领。。。。 。别的，，，，，，，在低光照条件下，，，，，，，优德官网要领可以显著提高特征点匹配和同时定位与映射
本文第一作者为 优德官网 助理研究员胡君杰，，，，，，，现在他的研究偏向包括基于视觉的多机械人感知系统，，，，，，，盘算机视觉。。。。 。本文通讯作者林天麟教授为智能机械人研究中心主任、香港中文大学（深圳）助理教授，，，，，，，他也是 IEEE 高级会员。。。。 。林教授的研究偏向包括多机械人系统，，，，，，，新型移念头械人及人机协作。。。。 。
全文链接：https://arxiv.org/abs/2010.09316
4. RigidFusion：在有大型运动物体的场景中举行机械人定位和室内重修 / RigidFusion: Robot Localisation and Mapping in Environments with Large Dynamic Rigid Objects (RA-L)
This work presents a novel RGB-D SLAM approach to simultaneously segment, track and reconstruct the static background and large dynamic rigid objects that can occlude major portions of the camera view. For example, in the task of mobile manipulation, the manipulated can be large and close to camera, therefore causing large occlusion. Previous approaches treat dynamic parts of a scene as outliers and are thus limited to a small amount of changes in the scene, or rely on prior information for all objects in the scene to enable robust camera tracking. Here, we propose to treat all dynamic parts as one rigid body and simultaneously segment and track both static and dynamic components.
We, therefore, enable simultaneous localisation and reconstruction of both the static background and rigid dynamic components in environments where dynamic objects cause large occlusion. We evaluate our approach on multiple challenging scenes with large dynamic occlusion. The evaluation demonstrates that our approach achieves better motion segmentation, localisation and mapping without requiring prior knowledge of the dynamic object's shape and appearance.
The first author is Ran Long, he is currently a 2nd year PhD student in the SLMC group from the University of Edinburgh and is supervised by Professor Sethu Vijayakumar FRSE. His research interest is estimating the trajecotries of multiple rigid bodies from RGB-D sequences using the understanding of robots’ actions, such as robot proprioception or kinematic.
The corresponding author of this paper is Professor Sethu Vijayakumar. Professor Vijayakumar is Professor of Robotics at the University of Edinburgh. He directs one of our International Collaboration Joint Project titled [Mobile Collaborative Robots: Addressing Real World Challenges] between the University of Edinburgh and 优德官网. His research interest spans a broad interdisciplinary curriculum involving basic research in the fields of robotics, statistical machine learning, motor control, planning and optimization in autonomous systems and computational neuroscience.
全文链接：https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9380340
（中文先容可审查链接：https://mp.weixin.qq.com/s/rKs75LnQqQgZPH7ExWKwWQ）
5. 模拟医学临床诊断流程的自主超声机械人 / Towards Fully Autonomous Ultrasound Scanning Robot with Imitation Learning based on Clinical Protocols (RA-L)
超声成像由于占地面积小和本钱低等优势，，，，，，，在现代临床医学中饰演着主要的角色，，，，，，，现在它已被普遍应用于医院通例体检和作为介入治疗的辅助成像手段。。。。 。然而，，，，，，，超声扫描的效果在很洪流平上依赖于临床医生操的手艺和履历，，，，，，，这使得差别医生诊断效果纷歧致甚至爆发过失检测，，，，，，，因而使用全自主的超声扫描机械人辅助医生开展检查可能对提高扫描效果的可重复性和可靠性可能是一个富有远景的解决计划。。。。 。
因此我们提出了一个基于模拟学习框架的自主超声机械人来实现流程化自主扫描。。。。 ；；； ；；；；谀康钠鞴倬倍龅募觳槌绦，，，，，，，文章设计了一个基于图像矩特征的视觉伺服控制器，，，，，，，用于超声平面内和超声平面外的伺服使命。。。。 。别的，，，，，，，我们还设计了一步探索战略（OSE）来提高机械人在两个特征之间转移的鲁棒性。。。。 。所提出的要领均在医学模子和真实人体上举行了实验和验证。。。。 。实验效果批注，，，，，，，OSE能够显著提高明声扫描的完成率，，，，，，，使得整体完成率从22.2%提高到84.6%。。。。 。
本文第一作者为香港中文大学（深圳）硕士研究生黄彦玮，，，，，，，现在他的研究偏向主要为自主超声机械人和机械人手眼力协同。。。。 。本文通讯作者孙正隆教授为 优德官网 智能机械人研究中心副主任、香港中文大学（深圳）助理教授、理工学院生物医学工程专业认真人。。。。 。孙教授的研究偏向包括手术医疗机械人，，，，，，，人机交互与人机协作，，，，，，，多模态感知和仿生气械人。。。。 。
全文链接：https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=9372850
6. UnFise：面向360度全景图像深度预计的单向融合 / UniFuse: Unidirectional Fusion for 360 Panorama Depth Estimation (RA-L)
360°全景相机随着相机手艺抵达生长变得越来越普及。。。。 。360°全景图像能提供情形全方位的信息，，，，，，，因此在视觉感知相比古板透视投影图像更有优势。。。。 。近年来基于360°全景图的场景感知，，，，，，，如深度预计、视觉定位、语义支解等，，，，，，，越来越受到关注；；； ；；；；与古板的透视投影图像差别，，，，，，，360°全景图视场更广，，，，，，，其通例体现通常保存畸变或者不一连。。。。 。针对古板图像的深度学习要领用于360°全景图虽然能取得一定效果，，，，，，，但往往不敷好的。。。。 。本项目针对基于360度全景图像深度预计提出了一种立方体投影图到等距投影图的单向融合网络，，，，，，，能够较好的解决全景图畸变和界线不一连的问题，，，，，，，实现了基于图像的高精度全景重修。。。。 。
本研究的亮点在于提出了一种简朴有用的针对全景图像的单向融合学习算法；；； ；；；；算法空间重漂后比前人要领的一半，，，，，，，推理速率也提高了10倍，，，，，，，深度预计精度提高了4.5%。。。。 。研究应用远景为自主机械人感知和导航、全方位三维重修、VR房地产和云上展会等等。。。。 。
本文第一作者为香港中文大学（深圳）四年级博士研究生蒋华烈，，，，，，，其导师是黄锐教授。。。。 。博士时代，，，，，，，他开展州差别情形下的深度预计研究，，，，，，，包括室内的监视深度预计，，，，，，，室内的无监视深度预计尚有球形全景图像的深度预计。。。。 。本文通讯作者黄锐教授为 优德官网 盘算机视觉研究中心副主任、香港中文大学（深圳）理工学院副教授。。。。 ；；； ；；；；平淌谠谑萁滴妥涌占淦饰觥⒖杀湫文Ｗ印⒏怕释寄Ｗ拥纫煲约八窃谂趟慊泳酢⒛Ｊ绞侗稹ⅲㄒ窖В┩枷翊χ贸头Ｖ械挠τ玫确矫孀龉笞谘芯渴虑椤。。。 。现在研究兴趣集中在盘算机视觉在机械人领域的应用。。。。 。
全文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9353978
代码：https://github.com/alibaba/UniFuse-Unidirectional-Fusion
多机械人协同
1. Task-Space Decomposed Motion Planning Framework for Multi-Robot Loco-Manipulation
This paper introduces a novel task-space decomposed motion planning framework for multi-robot simultaneous locomotion and manipulation. When several manipulators hold an object, closed-chain kinematic constraints are formed, and it will make the motion planning problems challenging by inducing lower-dimensional singularities. Unfortunately, the constrained manifold will be even more complicated when the manipulators are equipped with mobile bases. We address the problem by introducing a dual-resolution motion planning framework which utilizes a convex task region decomposition method, with each resolution tuned to efficient computation for their respective roles. Concretely, this dual-resolution approach enables a global planner to explore the low-dimensional decomposed task-space regions toward the goal, then a local planner computes a path in high-dimensional constrained configuration space. We demonstrate the proposed method in several simulations, where the robot team transports the object toward the goal in the obstacle-rich environments.
The first author of this paper is Xiaoyu Zhang, who is currently a research assistant at 优德官网 and he is a member of “Multi-Agent Collaborative Manipulation” of the international joint research project between 优德官网 and UoE. His research interest is robot motion planning and control.
The corresponding author of this paper is Lei Yan, who is currently a postdoc at UoE in UK and he is the strand leader of “Multi-Agent Collaborative Manipulation” of the international joint research project between 优德官网 and UoE. His research interests include impact-aware manipulation and decentralized planing and control for multi-robot system.
2. 障碍情形下？ ？？？ ？？榛等说母咝Р⑿凶宰樽巴胨惴 / An Efficient Parallel Self-assembly Planning Algorithm for Modular Robots in Environments with Obstacles
？ ？？？ ？？榛等丝赏ü米宰樽笆忠赵诳诺恼习锴樾沃惺迪衷冻ジ龌等四芰Φ闹卮笫姑，，，，，，，例如快速搭桥、协同搬运等。。。。 。高效的妄想算法可以资助多机械人快速组装到一起，，，，，，，且阻止相互阻碍、碰撞或者误组装。。。。 。现在的妄想算法主要分为了串行组装和并行组装两种思绪，，，，，，，其中随着加入的机械人数目增多，，，，，，，并行组装要领将体现出比串行要领高得多的效率，，，，，，，能够大大节约时间。。。。 。然而，，，，，，，我们注重到现在最新的并行要领并不适用于常见的有障碍物阻挡的情形。。。。 。对此，，，，，，，本文主要提出了一种高效的并行组装要领，，，，，，，可适用于障碍物情形中。。。。 。
本研究提出了一种思量周围障碍物的？ ？？？ ？？榛等瞬⑿凶芭渫胨惴ā。。。 。通过该算法，，，，，，，机械人之间的对接行动能够避开不可移动的障碍物，，，，，，，从而使机械人的并行自组装能够顺应重大的情形。。。。 。该算法分为四个阶段：(i) 组装树的天生；；； ；；；；(ii) 目的结构的扩展；；； ；；；；(iii) 机械人的使命调理；；； ；；；；(iv) 机械人向目的移动的漫衍式控制。。。。 。其中，，，，，，，主要立异点包括：(1) 通过一个虚拟的目的形状扩展要领，，，，，，，本妄想算法可探索并顺应情形中的障碍物，，，，，，，从而阻止了自组装历程中机械人之间的碰撞与误接触；；； ；；；；(2) 在目的形状扩展中提出了成对扩展的要领，，，，，，，显著提高了后续的自组装乐成率。。。。 。为了验证该算法的有用性和通用性，，，，，，，我们在一个25个差别的网格地图中实现了该算法。。。。 。仿真效果批注，，，，，，，与现有的并行自组装妄想算法相比，，，，，，，该算法具有更高的乐成率（80%以上）。。。。 。最后，，，，，，，通过在多物流机械人（AGVs）系统上的自组装实验，，，，，，，验证了该算法的可行性。。。。 。本算法通过随机探索机械人所处的情形，，，，，，，付与了机械人编队对障碍物情形的高顺应性，，，，，，，为自组装算法在现实场景中的应用提供了一种切实可行的途径。。。。 。
本文的第一作者为香港中文大学（深圳）理工学院三年级博士生张连鑫，，，，，，，其主要研究偏向为多机械人自主对接手艺及全向无人船系统。。。。 。本文通讯作者钱辉环教授为优德官网 副院长、香港中文大学（深圳）助理教授。。。。 。他的研究偏向包括机械人与智能系统，，，，，，，近期主要围绕海洋机械人、微纳机械人、智能艺术系统开展。。。。 。
3. 基于语义直方图的大情形下多机械人实时全局定位的图匹配 / Semantic Histogram Based Graph Matching for Real-Time Multi-Robot Global Localization in Large Scale (RA-L)
多机械人可视化实时定位与测绘（MR-SLAM）的焦点问题是怎样高效、准确地举行多机械人全局定位（MR-GL）。。。。 。这个问题的难点有两方面，，，，，，，首先是视点差别较大，，，，，，，全局定位难题。。。。 ；；； ；；；；谕夤鄣亩ㄎ灰煸谑咏遣畋鸾洗蟮那樾蜗峦崾О堋。。。 。近年来，，，，，，，基于语义信息的语义图被用来战胜大视角差别的问题。。。。 。
然而，，，，，，，这种要领很是耗时，，，，，，，特殊是在标准较量大的情形中。。。。 。这就引出了第二个难题，，，，，，，即怎样举行实时的全局定位。。。。 。本文提出了一种基于语义直方图的语义图匹配要领，，，，，，，该要领对视角差别具有较量高的鲁棒性，，，，，，，能够实现实时的语义图匹配。。。。 。在此基础上，，，，，，，我们开发了一个能够准确、高效地对同构和异构机械人执行MR-GL的系统。。。。 。实验效果批注，，，，，，，该要领比基于随机闲步的语义形貌符速率快30倍左右。。。。 。该要领的全局定位精度抵达95%，，，，，，，而最新对标的要领的定位精度为85%。。。。 。下图是我们全局定位系统的流程示意图。。。。 。
本文第一作者为 优德官网 研究助理郭溪越，，，，，，，现在他的研究偏向包括基于视觉的多机械人 SLAM 系统。。。。 。本文通讯作者林天麟教授为 优德官网 智能机械人研究中心主任、香港中文大学（深圳）助理教授，，，，，，，他也是 IEEE 高级会员。。。。 。林教授的研究偏向包括多机械人系统，，，，，，，新型移念头械人及人机协作。。。。 。
全文链接：https://arxiv.org/abs/2010.09297
4. 多机械人协同操作的漫衍式能力感知自顺应控制 / Decentralized Ability-Aware Adaptive Control for Multi-Robot Collaborative Manipulation (RA-L)
Multi-robot collaboration is extremely challenging due to the different kinematic and dynamics capabilities of the robots, the limited communication between them, and the uncertainty of the system parameters. To address these challenges, we propose a Decentralized Ability-Aware Adaptive Control (DA3C) method, in which the force capability of each robot is maximized by exploiting its null-space motion, while the designed adaptive controller enables decentralized coordination according to the capability of each robot. Simulation results show the proposed method can achieve online adaptation and accurate trajectory tracking irrespective of the low-level controllers, and can be used for heterogeneous multi-robot systems.
The first author of this paper is Lei Yan, who is currently a postdoc at UoE in UK and he is the strand leader of “Multi-Agent Collaborative Manipulation” of the international joint research project between 优德官网 and UoE. His research interests include impact-aware manipulation and decentralized planing and control for multi-robot system.
The corresponding author of this paper is Professor Sethu Vijayakumar. Professor Vijayakumar is Professor of Robotics at the University of Edinburgh. He directs one of our International Collaboration Joint Project titled [Mobile Collaborative Robots: Addressing Real World Challenges] between the University of Edinburgh and 优德官网. His research interest spans a broad interdisciplinary curriculum involving basic research in the fields of robotics, statistical machine learning, motor control, planning and optimization in autonomous systems and computational neuroscience.
全文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9357952
（中文先容可审查链接：https://mp.weixin.qq.com/s/rKs75LnQqQgZPH7ExWKwWQ）
多自由度动力学控制
1. 集成多种平衡战略的多功效步行 / Versatile Locomotion by Integrating Ankle, Hip, Stepping, and Height Variation Strategies
Stable walking in real-world environments is a challenging task for humanoid robots, especially when considering the dynamic disturbances, e.g., caused by external perturbations that may be encountered during locomotion. In this paper, we propose an enhanced Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) approach for robust and adaptable walking – we term it versatile locomotion, by limiting both the Center of Pressure (CoP) and Divergent Component of Motion (DCM) movements. Due to utilization of the Nonlinear Inverted Pendulum plus Flywheel model, the robot is endowed with the capabilities of CoP manipulation (if equipped with finite sized feet), step location adjustment, upper body rotation, and vertical height variation. Considering the feasibility constraints, especially the usage of relaxed CoP constraints, the NMPC scheme is established as a Quadratically Constrained Quadratic Programming problem, which is solved efficiently by Sequential Quadratic Programming with enhanced solvability. Simulation experiments demonstrate the effectiveness of our method to recruit optimal hybrid strategies in order to realize versatile locomotion, for the robot with finite-sized or point feet.
The first author of this paper is Jiatao Ding, who is currently an assistant research scientist at 优德官网 and he is the member of “Multi-contact motion planning” of the international joint research project between 优德官网 and UoE. His research interest is locomotion planning and control for humanoid robots.
The external supervisor is Professor Sethu Vijayakumar. Professor Vijayakumar is Professor of Robotics at the University of Edinburgh. He directs one of our International Collaboration Joint Project titled [Mobile Collaborative Robots: Addressing Real World Challenges] between the University of Edinburgh and 优德官网. His research interest spans a broad interdisciplinary curriculum involving basic research in the fields of robotics, statistical machine learning, motor control, planning and optimization in autonomous systems and computational neuroscience.
2. 一种新型的、实质清静的用于 COVID-19 口咽拭子采样的刚柔耦合机械臂的设计与实现 / Design and Implementation of a Novel, Intrinsically Safe Rigid-Flexible Coupling Manipulator for COVID-19 Oropharyngeal Swab Sampling
COVID-19 大盛行导致了口咽拭子采样检测的需求激增，，，，，，，可是医务职员在采样历程中很容易被病毒熏染。。。。 。为相识决这个问题，，，，，，，我们开发了一种新颖的、实质上清静的刚柔耦合机械臂，，，，，，，以提高口咽拭子采样检测 COVID-19 的清静性和可靠性。。。。 。本文首先研究了用于口咽拭子采样使命的合适采样区域和须要接触力，，，，，，，并设计了可由机械人系统执行的三个典范采样路径。。。。 。然后是开展实质清静的仿生微气动执行器（刚柔耦合机械臂的要害组件）的详细设计和制造。。。。 。随后开展刚柔耦合机械臂的运动学建模、运动妄想和力感知控制设计。。。。 。最后在口腔模子和自愿者（10人）上对刚柔耦合机械臂系统性能举行了磨练验证，，，，，，，并开展了机械人收罗和人工收罗的采样质量比照实验。。。。 。实验效果批注，，，，，，，机械人采样的有用性抵达100%。。。。 。
实质清静的刚柔耦合机械臂设计
基于口腔模子和自愿者开展性能验证
本文第一作者为 优德官网 研究助理章恒、王启文和池楚亮，，，，，，，现在章恒的研究偏向包括软体机械人和医疗机械人，，，，，，，王启文和池楚亮的研究偏向包括机械人系统的设计与控制。。。。 。本文通讯作者陈勇全博士为 优德官网 无人系统研究中心主任，，，，，，，同时也是香港中文大学（深圳）机械人与智能制造研究院研究员。。。。 。陈博士的研究偏向包括机械人系统设计与控制、多智能体协同感知与控制、智能网联交通。。。。 。
3. 辅助COVID-19口咽拭子采样的高冗余刚柔耦合机械人设计与控制 / Design and Control of a Highly Redundant Rigid–Flexible Coupling Robot to Assist the COVID-19 Oropharyngeal-Swab Sampling (RA-L)
新型冠状病毒性肺炎（COVID-19）的爆发已导致全球规模内的殒命和发病。。。。 ？ ？？？ ？？谘适米硬裳谔煜鹿婺Ｄ诒黄毡橛糜谡锒 COVID-19。。。。 。为了阻止医护职员受到病毒的熏染，，，，，，，我们开发了9自由度刚柔耦合机械人来协助 COVID-19 口咽拭子采样，，，，，，，该机械人有望降低危害，，，，，，，并使医护职员挣脱恒久重复的采样事情。。。。 。该机械人由视觉系统、UR5机械臂、微型气动执行器和力感知系统组成。。。。 。与刚性采样机械人相比，，，，，，，所开发的力感刚柔耦合机械人可以以更清静、更柔软的方法简化口咽拭子采样程序。。。。 。别的，，，，，，，还提出了一种基于变参数归零神经网络的优化要领，，，，，，，用于9自由度冗余机械臂的运动妄想。。。。 。所开发的机械人系统通过在口腔模子和自愿者上的口咽拭子采样举行了实验验证，，，，，，，取得了优异的实验效果。。。。 。
9DOFs 冗余刚柔耦合机械人
高冗余刚柔耦合咽拭子机械人控制框架
本文第一作者为 优德官网 客座博士生胡英柏和香港中文大学（深圳）一年级硕士研究生李坚，，，，，，，现在胡英柏博士的研究偏向包括机械人系统的设计和控制，，，，，，，李坚的研究偏向包括机械人系统的控制。。。。 。本文通讯作者陈勇全博士为 优德官网 无人系统研究中心主任、香港中文大学（深圳）机械人与智能制造研究院研究员。。。。 。陈博士的研究偏向包括机械人系统设计与控制、多智能体协同感知与控制、智能网联交通。。。。 。
全文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9363527
* 特殊鸣谢论文作者提供相关图文内容
