自主机器人感觉运动认知机理与认知模型研究

20220127

科学研究和技术服务业

(1) 基于取向性与好奇心的感觉运动认知模型。目前，该方法已通过模拟实验验证阶段，开展了自由学习实验（该过程中，机器人可实现充分认知环境）、轮次学习实验（帮助机器人学习运动目标信息）、路径规划实验（机器人通过学习找到起点到目标点的、无障碍物碰撞有效路径）、学习能力测试实验，最终，机器人能基于学习结果实现任意起点至目标点的运动。模型具有好的可行性，可应用于如扫地机器人中，目前尚未开展过相关成果转化。 (2) 一种足式机器人足端触地反馈部件及其控制方法。针对六足仿生机器人实体，目前已研发了四代机器人，分别为第一代小型桌面六足机器人：小巧、灵活、低功耗，适合探索类运动但动力较小；第二代室内目标跟踪六足机器人：增加目标跟踪功能，能在平滑地面实现对目标的动态跟踪；第三代户外探索六足机器人：设计了足部反馈设计及控制算法，负载能力加强，能够实现室外崎岖地面姿态平衡控制；第四代抓取型六足机器人：添加六自由度机械臂，能初步实现车臂协同功能。上述研究成果均具有各自特点，并完成了实物实验验证，能实现多种平地行走技能（如转弯、左四十五度行走、右四十五度行走、多种步态）以及户外行走姿态平衡控制等，目前尚未开展过相关成果转化。

对本科技成果转化可接受的转化方式包括：技术、专利转让；以科技成果作为合作条件，与他人共同实施转化；以该科技成果作为投资，折算股份或者出资比例；或其他协商确定的方式。 对于技术、专利转让成果转化方式，期望合作方已具有一定的市场推广，如有自行生产并销售的扫地机器人、六足机器人等，具有一定的成果销售经验，了解市场需求与行情，能够在过程中针对实际应用需求提出要求，延伸课题研究内容与意义，此类转化方式，期望合作方具有一定的资金基础，能够支持课题更加深入的研究，可以考虑以课题支持成果输出进行成果转化。 对于创业公司合作下的成果转化，希望能够以科技成果作为投资，折算股份或者出资比例，希望合作方具有清晰的创业思路，具有完整的创业团队，同时，能够提供实验场地与相关技术人员，对成果开展深入研究，最终能够实现成果推广落地。 六足机器人可作为教学平台在高等院校、中小学机器人基础教育中进行推广，接受高校间团队共同合作，通过协商以其他方式实现成果转化，期望不同团队群策群力，将成果做到更好。

可国（境）内外转让

(1) 基于取向性与好奇心的感觉运动认知模型。应用于扫地机器人，使得机器人更智能，提高当下扫地机器人用户使用感受，提高我国城市智能化水平，同时在信息产品市场中发挥作用，产生经济效益。此外，本模型适用于一切以学习为目标的机器人产品，可根据具体需求，对模型模块进行改进，即可进行相应推广。此外，模型在理论研究方面，具有好的指导意义，能够为认知机器人研究提供新的研究思路，并促进机器人交叉学科的发展。 (2) 六足机器人研究成果包括三方面：足端反馈部件，控制方法，机器人实体。其中足端反馈部件能够提供足式机器人落地信息反馈，适用于一切足式机器人中，如市场中目前广泛引用的四足狗式机器人。以足端反馈部件为基础，设计的控制方法，同样可以推广至其他足式机器人运动控制过程中。该两项成果有一定的理论基础及应用价值，能够用于理论验证与应用生产。最后，研制的六足机器人实体，已集成了多种功能，可作为教学平台在高等院校与中小学教学过程中进行推广，具有社会价值与教育意义。

北京市自然科学基金青年项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

在北京市自然科学基金青年基金支持下，取得以下科技成果，有望实现转化： (1) 基于取向性与好奇心的感觉运动认知模型。其核心价值在于能够帮助机器人通过自主学习，在与环境的交互过程中自主获得知识、掌握技能。当前实验对象为移动机器人路径规划，结果表明，在该模型及相关算法下，机器人能够从开始在环境中无目的的游荡状态，到最终认识环境，避开障碍物到达设定目标点。 针对当前成果，可在扫地机器人中进行推广。此外，该模型可用于其他类机器人技能学习过程中，进行一定程度推广。 (2) 一种足式机器人足端触地反馈部件及其控制方法。① 触地反馈部件包括点动按钮，设置于足式机器人腿部与足端之间，当足端与地面相接触时，点动按钮被按动，产生高电平，当足端悬空时，点动按钮处于自然状态，产生低电平，足式机器人用于接收高电平和低电平，得到触地反馈信号，显著提高了触地反馈的可靠性。② 足式机器人控制方法，实时获取触地反馈信号，判断是否为高电平，并判断前次所获取的触地反馈信号是否为低电平。若当前所获取的触地反馈信号为高电平，且前次所获取的触地反馈信号为低电平，则对足式机器人的足端轨迹重新进行规划，否则，足式机器人按原有足端轨迹运动，借助于触地反馈的可靠性，提高了对足式机器人运动进行控制的精确性。 当前成果已在自主研制的六足机器人中得到了应用，目前机器人能够实现复杂地面（如爬坡、野地）的姿态平衡运动。设计方法未来可在任意足式机器人中进行推广，六足机器人实体可推广为高等院校教学平台。