服务机器人广域环境感知和场景认知理论及应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61633020
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    260.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0306.自动化检测技术与装置
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The effective enhancement of perception and cognition capability in robotics is a reliable safeguard of high-quality service of the robots in wide-area environments. This proposal aims at extensive research on basic theories and key technologies of wide-area environmental perception and scene cognition for robots, on the basis of integrative utilization of multiple theories and disciplines such as robotics, artificial intelligence, machine vision, machine learning, and cognitive science. The main research contents are listed as follows. Firstly, we will design a convolutional neural network with a dynamic property, and implement wide-area feature binding and integration by self-organized neuronal synchronization. Secondly, by combining the addressable memory and deep neural network, we will establish a differentiable computing architecture to imitate the human ability of associative memory, thereby achieving the scene space cognition based on information recovery. Thirdly, we will build a non-analytical pose measurement model based on the deep learning framework, and seek to break the bottleneck in which the traditional visual measurement techniques hardly deal with the irregular objects. Fourthly, we will integrate the topology modeling and local rigidity field to describe the dynamic wide environments. At last, the effectiveness and applicability of the proposed theories and methods are verified by indoor and outdoor service applications and demonstrations on the self-developed service robot platform. The scientific significance of this proposal is to explore bio-inspired perception and cognition mechanisms through interdisciplinary efforts, thus offering important theoretical basis and technical support for the enhancement of perception ability and autonomy of service robots.
机器人感知与认知能力的有效提升是广域环境下机器人高质量服务作业的可靠保障。本项目综合机器人学、人工智能、机器视觉、机器学习、认知科学等多学科的理论和方法,针对机器人广域环境感知和场景认知的基础理论和关键技术开展深入研究。主要研究内容包括:设计具有动力学特性的卷积神经网,以神经元自组织同步发放的方式实现大范围特征绑定与整合;结合可寻址存储器和深度神经网,建立可微分的计算架构模拟人类联想记忆,实现基于信息修复的场景空间认知能力;基于深度学习架构建立非解析式位姿测量模型,突破传统视觉测量技术无法应对不规则物体位姿测量的瓶颈;通过整体拓扑与局部硬度场的混合,实现广域动态环境建模;在此基础上,通过室内、室外动态环境下机器人的服务示范,对所提理论和方法的有效性和适用性进行验证。本项目的科学意义在于通过多学科交叉融合来探索仿生感知和认知机理,为提升服务机器人的感知和自主能力提供重要的理论参考和技术支撑。

结项摘要

本项目针对机器人广域环境感知和场景认知的基础理论和关键技术开展深入研究。首先,提出了一种基于弱监督策略的小样本注意力学习方法,在获得对潜在目标选择性注意的同时,实现对指定目标的高效编码。其次,通过对多源信息的绑定,实现了场景结构特征提取,并以曲线的形式输出,机器人进而实现通道与障碍的感知;还面向动态场景,建立了基于随机采样的概率场模型,开发了动态物体挖掘算法。第三,模仿人类导航,对“路径”概念进行了分析,建立了路径感知量的可计算模型。在此基础上,设计了一种隐式记忆路径的深度编码器,将感知结果映射为态势值,为机器人推理式导航提供依据。第四,给出了一种基于多任务深度卷积神经网络的抓取位置检测方法,并将轻量级网络和注意力机制融入全局卷积语义分割网络中实现抓取位置检测。最后,提出了机器人广域环境拓扑建模的方法,通过人工传授与自主探索相结合的方式构建环境拓扑地图进而实现大范围导航。搭建了主动视觉平台、分布式传感网、操作型移动机器人、多机器人协同系统等实验平台,并进行了实验验证。发表期刊论文48篇,会议论文18篇,其中IEEE Transactions 论文28篇。申请发明专利6项、授权发明专利10项,软件著作权登记6项。培养青年科技骨干6名,培养博士研究生3名、硕士研究生4名。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(12)
专利数量(15)
Depth control of a bioinspired robotic dolphin based on sliding-mode fuzzy control method
基于滑模模糊控制方法的仿生机器海豚深度控制
  • DOI:
    10.1109/tie.2017.2745451
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Junzhi Yu;Jincun Liu;Zhengxing Wu;Hao Fang
  • 通讯作者:
    Hao Fang
Distributed Power Management for Dynamic Economic Dispatch in the Multimicrogrids Environment
多微电网环境中动态经济调度的分布式电力管理
  • DOI:
    10.1109/tcst.2018.2816902
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    He, Xing;Yu, Junzhi;Li, Chaojie
  • 通讯作者:
    Li, Chaojie
A robotic grasping approach with elliptical cone-based potential fields under disturbed scenes
干扰场景下基于椭圆锥势场的机器人抓取方法
  • DOI:
    10.1177/1729881420985739
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    International Journal of Advanced Robotic Systems
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Wenjie Geng;Zhiqiang Cao;Zhonghui Li;Yingying Yu;Fengshui Jing;Junzhi Yu
  • 通讯作者:
    Junzhi Yu
A Novel Vision-Based Grasping Method Under Occlusion for Manipulating Robotic System
一种新颖的基于视觉的遮挡下抓取方法,用于操纵机器人系统
  • DOI:
    10.1109/jsen.2020.2995395
  • 发表时间:
    2020-09-15
  • 期刊:
    IEEE SENSORS JOURNAL
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Yu, Yingying;Cao, Zhiqiang;Yu, Junzhi
  • 通讯作者:
    Yu, Junzhi
基于视觉的行人引领移动机器人导航方法研究
  • DOI:
    10.19306/j.cnki.2095-8110.2019.04.004
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    导航定位与授时
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庞磊;曹志强;喻俊志
  • 通讯作者:
    喻俊志

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

高地隙喷雾机侧倾稳定性动力学仿真与分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械设计与制造
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王麒淦;冯静安;丁凯;喻俊志
  • 通讯作者:
    喻俊志
高地隙自走式喷雾机横向稳定性的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    石河子大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张鹏;冯静安;宋宝;喻俊志
  • 通讯作者:
    喻俊志
穴盘苗基质力学特性试验
  • DOI:
    10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2020.04.027
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国农机化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任志端;王卫兵;冯静安;喻俊志
  • 通讯作者:
    喻俊志
随机激励下防波板数量及组合形式对药箱液体晃动的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    石河子大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王伟军;冯静安;宋宝;喻俊志
  • 通讯作者:
    喻俊志
多自主水下机器人系统研究进展与分析
  • DOI:
    10.13976/j.cnki.xk.2021.0572
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    信息与控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    喻俊志;周子烨;刘金存
  • 通讯作者:
    刘金存

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

喻俊志的其他基金

面向跃水运动的仿生机器海豚的基础研究
  • 批准号:
    61375102
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    82.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于脉冲运动本质的鱼游机动与仿生控制
  • 批准号:
    61075102
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于耦合传感反馈的鱼游CPG的多模态运动控制
  • 批准号:
    60775053
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    29.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码