siat.cas.cn  
研究方向
 
您当前所在位置:首页 > 机构设置 > 科研部门 > 集成所 > 研究单元 > 认知技术研究中心 > 研究方向
研究方向  
 

1、面向任务的服务机器人系统基础理论与关键技术(国自然重大国际合作项目)

本项目以提高动态复杂环境中机器人的自主性、适应性和智能性为目标。面向医疗服务典型任务,重点开展服务机器人任务规划相关研究。通过对关键理论与技术的研究与验证,为服务机器人系统的研究提供理论与技术支撑。主要研究内容有:

     建立基于经验学习的自主机器人认知控制体系结构

     研究任务的分类,对任务规划问题进行泛化与实例化

     研究基于经验的任务规划和学习

     研究基于经验的任务执行监控和异常处理策略和解决方法

     搭建医疗服务机器人实验平台,进行验证实验

DSCN1089DSCN1058

     机器人大平台         机器人小平台        SHUNK手臂

 

2、脊柱手术机器人(国家自然科学基金面上项目)

本项目与北京积水潭医院联合开展医疗手术机器人研究工作,已研发出具有安全性高、操作稳定、精度高的脊柱手术辅助机器人RSSS,在导航系统引导下,能够实时跟踪手术器械的位置和姿态,辅助医生进行椎弓根螺钉内固定术、椎板减压等手术,提高手术精度和稳定性。

第二代脊柱手术机器人RSSSII目前已实现了辅助医生更精确的植钉、磨削等操作,并取得一系列研究成果。在安全控制方面,基于多信息感知,研究机器人有限自主控制方法,建立了从操作精度到操作灵活型、柔顺性再到操作安全性的机器人逐层安全控制模型;对骨组织物理结构中的骨皮质、骨松质以及两者之间的过渡区域进行研究,建立骨组织物理结构的精细生物力学模型;在介入力感知和反馈方面,创新性地通过力信号和声音信号的融合实现了术中实时反馈,研究达到了国际先进水平。

目前脊柱手术机器人已经在北京积水潭医院成功完成动物实验及人尸体骨实验,为其真正走向临床跨出关键的一步。第三代面向临床的脊柱手术机器人系统工程样机正在开发中,同时根据临床手术实际需求,面向微创脊柱外科研发了微创脊柱外科导引器。在医疗手术机器人研发过程中,始终重视和医院及医疗器械公司等的合作,整合产、研、用、检多发资源,推动脊柱手术机器人最终走向临床。

说明: 未命名BR(ET7$711]J(20CP~1L04T

脊柱手术机器人RSSS I       脊柱手术机器人RSSS II      微创脊柱手术导引器

脊柱手术机器人受到广泛关注

 

关键技术:

1)多层次的过程安全控制技术;

2)主被动一体化的控制系统;

3)三维图像导航与手术规划;

4)介入力感知与实时反馈技术。

项目来源:

1)中国科学院知识创新工程重要方向项目;

2)国家自然科学基金面上项目;

3)广东省引进创新科研团队项目

已申请多项国家发明专利,多次国内参展及获奖,致力于打造民族自主的高端医疗机器人系统。

项目合作单位: 北京积水潭医院

3、管道机器人(国家自然科学基金项目)

管道是重要的物料输送设备,越来越多的管道维护借助机器人进行。机器人在管道中的可控性和通过性是管道机器人研究的核心问题。本项目研究管道机器人在管道中工作需解决的一些共性问题。研究内容:

u    轮式移动机器人在圆形管道中的运动学建模与智能控制算法

u    管道机器人在直管、弯管、T型接头等管道中的通过性、动力学与拖力研究

u    机器人在不同管内环境中,包括含有淤泥、流水等恶劣条件下运动学与动力学研究

u    不同作业环境和维护功能下机器人构型的设计,搭载工具的设计与信息处理

u    地下管道环境的三维重建

u    大深度地下管道普查方法与设备

本项目通过基础理论研究和实际应用相结合,并和企业合作进行产业化,研究成果可应用于地下管道普查,进水、排水管道检测与清污、石油、天然气管道维护以及其他管道的检测维护等。本项目已得到国家自然科学基金,深圳市基础研究计划,广东省自然科学基金的资助。目前和深圳市施罗德工业检测设备有限公司,广州市易探科技有限公司进行了合作,部分科技成果已经应用在实际产品中。

 

说明: D:\工作相关\共享工作\My Dropbox\项目图片\管爬机器人\管道机器人(拼图).jpg

已开发的管道机器人样机

 

4、高适应性可展轮式室外移动机器人(国家自然科学基金)

本项目研发一种高适应性的室外移动机器人平台,采用了自适应式被动悬挂系统,通过可展开车轮和被动摇臂悬架的结合,提高机器人在非结构化地形中的通过能力和地形适应能力;同时研发一种可行的机器人运动自适应控制算法,使其能够根据地形工况智能地、合理地控制车轮直径变化。本项目研究的移动机器人可应用于社区或工厂的自主安全巡逻、野外勘测和管线自主巡查。

关键技术:

  1)独特的移动悬挂系统;

  2)实时主从控制系统的研究;

  3)智能自适应控制算法;

  4)无线通讯及传输技术;

  5)自主导航及任务规划;

  6)基于地面力学的车轮驱动机理。

项目来源:

1)国家自然科学基金项目

2)深圳市基础研究项目

 

可展轮式机器人

 

5、数字化中药房——中药颗粒电子调配系统(华润三九医药公司合作项目)

随着中药现代化和中医药更广泛走向世界,单味中药配方颗粒逐步代替传统中药饮片,中药的终端调配成为行业发展的一个瓶颈。针对以上问题我课题组和华润三九医药股份有限公司合作研发了中药颗粒电子配药柜项目,本项目意在开发新型的中药颗粒电子配药柜产品,以及网络化的电子信息化系统,为医院药房提供效率高、精度高、故障率低、维护成本低、无污染、无损耗、可在线管理库存、全程监控、易复核、人机友好的现代数字化中药房全自动电子配药柜的关键技术,实现中药房全自动配药,代替传统的人工配药方式。

关键技术:

1)小微量中药颗粒计量

2)纸盒成型与包装一体化技术

3)中药处方与配药信息化技术

未命名.bmp

中药颗粒电子调配柜效果图