Activities
為了推進(jìn)機器人與自動化等領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流，由中國自動化學(xué)會主辦、湖南大學(xué)機器人視覺感知與控制技術(shù)國家工程研究中心等承辦的主題為“機器人智能控制與自主學(xué)習(xí)”的CAA YeS論壇于2022年1月8日-9日于線上/線下混合形式圓滿召開。中國工程院院士，中國自動化學(xué)會會士，常務(wù)理事，湖南大學(xué)機器人視覺感知與控制技術(shù)國家工程研究中心主任王耀南院士擔(dān)任本次論壇主席，湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院繆志強副教授擔(dān)任本次論壇組織主席，湖南大學(xué)機器人學(xué)院張輝教授擔(dān)任本次論壇共同組織主席。論壇邀請了25位來自國內(nèi)外知名高校和企業(yè)的優(yōu)秀科技工作者做主題報告，共同研討機器人智能控制和自主學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用等方面所面臨的機遇及挑戰(zhàn)，線上總參會人數(shù)達(dá)500多人次。
論壇主席王耀南院士致開幕詞，對本次論壇進(jìn)行了隆重介紹，并預(yù)祝本次論壇活動圓滿舉辦。組織主席繆志強副教授對參會嘉賓進(jìn)行了介紹，并對各位與會的專家學(xué)者、老師和同學(xué)表示熱烈歡迎，希望本次論壇能夠促進(jìn)在機器人智能控制與自主學(xué)習(xí)領(lǐng)域等方面的交流與進(jìn)步。
1. 李智軍 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授
第一位報告人為來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的李智軍教授，報告題目為“面向人機合作混合智能的可穿戴機器人控制理論與方法”。報告中，針對老齡化、心腦血管或神經(jīng)系統(tǒng)疾病和意外傷害造成的肢體損傷患者，李教授對可穿戴機器人的控制理論與方法展開了長期攻關(guān)，解決了如下四大科學(xué)問題：操作主體的運動意圖認(rèn)知、人機技能傳遞機理與變剛度控制、人在環(huán)中的人機強耦合控制優(yōu)化以及面向控制安全的操作主體人機驗證。
2. 徐昕 國防科技大學(xué)教授
第二位報告人為來自國防科技大學(xué)的徐昕教授，報告題目為“機器人自學(xué)習(xí)優(yōu)化控制理論與技術(shù)的研究進(jìn)展”。報告中，徐昕教授分析了機器人和無人系統(tǒng)由于動力學(xué)模型復(fù)雜性和不確定性帶來的優(yōu)化控制問題，介紹了機器人自學(xué)習(xí)優(yōu)化控制技術(shù)的若干研究進(jìn)展，包括結(jié)合近似策略迭代的自學(xué)習(xí) PID 控制方法、多核在線學(xué)習(xí)控制方法、學(xué)習(xí)型預(yù)測控制方法等；特別是針對學(xué)習(xí)型預(yù)測控制，分別討論了基于模型學(xué)習(xí)的預(yù)測控制和基于強化學(xué)習(xí)的預(yù)測控制研究進(jìn)展。針對地面無人系統(tǒng)的優(yōu)化控制問題，給出了有關(guān)自學(xué)習(xí)優(yōu)化控制的仿真和實驗結(jié)果，最后對未來的研究方向進(jìn)行了分析和展望。
3. 劉連慶 沈陽自動化所機器人學(xué)國家重點實驗室研究員
第三位報告人為來自沈陽自動化所機器人學(xué)國家重點實驗室的劉連慶研究員，報告題目為“仿生肌肉驅(qū)動外骨骼設(shè)計與個性化實現(xiàn)方法”。報告中，劉連慶研究員以腦卒中外骨骼康復(fù)訓(xùn)練為背景，從生命科學(xué)出發(fā)，發(fā)展了一種基于肌肉解剖學(xué)的上肢外骨骼設(shè)計方法，模擬人體上肢肌肉驅(qū)動方式，并利用運動生物力學(xué)與肌肉骨骼分析的方法，將人體自身高維、復(fù)雜、冗余的肌肉運動系統(tǒng)進(jìn)行等效簡化，實現(xiàn)了外骨骼對人體運動系統(tǒng)的仿生降維全驅(qū)動。在此基礎(chǔ)上，為了實現(xiàn)外骨骼個性化運動輔助的目的，建立了符號與網(wǎng)絡(luò)耦合模型，基于已學(xué)習(xí)個體模型先驗知識，通過模型遷移，加速新個體模型學(xué)習(xí)，實現(xiàn)個體維度與同一個體時間維度上的個性化輔助。
4. 黃劍 華中科技大學(xué)教授
第四位報告人為來自華中科技大學(xué)的黃劍教授，報告題目為“氣動柔性驅(qū)動的康復(fù)輔助機器人及其智能控制”。報告中，黃劍教授介紹其團(tuán)隊設(shè)計了氣動肌肉驅(qū)動的上下肢功能康復(fù)機器人，針對氣動肌肉存在很強的非線性和時變特性，造成精確控制困難的問題，其團(tuán)隊結(jié)合非線性干擾觀測器、回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、魯棒滑?？刂啤㈩A(yù)測控制等智能和魯棒控制方法，實現(xiàn)了機器人外骨骼的高精度軌跡跟蹤控制。此外，基于新型柔性驅(qū)動器件還設(shè)計了面向偏癱患者的輔助機器人系統(tǒng)，可幫助他們實現(xiàn)雙手協(xié)調(diào)操作。
5. 何玉慶 中國科學(xué)院沈陽自動化研究所研究員
第五位報告人為來自中國科學(xué)院沈陽自動化研究所的何玉慶研究員，報告題目為“面向高海拔科考的特種機器人及其自主性技術(shù)”。報告中，何玉慶研究員介紹近幾年我國高原科考機器人的研制現(xiàn)狀及其面臨的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題。報告重點介紹團(tuán)隊研制的空中/地面科考機器人系統(tǒng)，自主定位/導(dǎo)航、人機交互/協(xié)同等自主性和智能性技術(shù)，以及面向我國第二次青藏科考的典型應(yīng)用案例。
6. 宋銳 山東大學(xué)教授
第六位報告人為來自山東大學(xué)的宋銳教授，報告題目為“機器人復(fù)雜任務(wù)作業(yè)技能研究”。報告中，宋銳教授主要圍繞近年來國內(nèi)外機器人復(fù)雜任務(wù)作業(yè)技術(shù)研究現(xiàn)狀，從機器人操作技能學(xué)習(xí)出發(fā)，探討規(guī)劃面臨的主要科學(xué)挑戰(zhàn)和關(guān)鍵科學(xué)問題并結(jié)合部分研究成果，探討有感當(dāng)前和未來機器人復(fù)雜任務(wù)作業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展愿景。
7. 吳新宇 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員
第七位報告人為來自中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的吳新宇研究員，報告題目為“人機融合外骨骼機器人”。報告中，吳新宇研究員主要介紹了四個方面的內(nèi)容：（1）基于腦機接口的穿戴者運動意圖識別方法—提高人-機認(rèn)知交互的信息傳遞效率；（2）復(fù)雜行走環(huán)境下的多模感知與步態(tài)模式規(guī)劃模型；（3）下肢外骨骼機器人自主決策機制—提高機器人系統(tǒng)的自適應(yīng)能力；（4）以人為本的人-外骨骼-環(huán)境融合決策機制。重點介紹了如何提高人機智能融合系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境中的適應(yīng)性，拓展外骨骼機器人的應(yīng)用場景。
8. 蘭旭光 西安交通大學(xué)教授
第八位報告人為來自西安交通大學(xué)的蘭旭光教授，報告題目為“基于視覺推理與學(xué)習(xí)的機器人自主作業(yè)”。報告中，蘭旭光教授介紹了機器人在智能方面的進(jìn)展和面臨的挑戰(zhàn)，特別是人機協(xié)作中機器人對非結(jié)構(gòu)場景的自主理解、學(xué)習(xí)和作業(yè)的難點。針對這些問題提出了一種基于視覺推理與學(xué)習(xí)的自主作業(yè)方法。在部分可觀測場景下，將學(xué)習(xí)與規(guī)劃（POMDP）進(jìn)行交互迭代，使得機器人能夠?qū)討B(tài)非結(jié)構(gòu)場景進(jìn)行理解并完成特定物體的作業(yè)。報告同時還將介紹機器人自主學(xué)習(xí)等方面的進(jìn)展，提出了基于經(jīng)驗回放的信賴域策略優(yōu)化方法，提升了稀疏獎勵下機器人自主學(xué)習(xí)的性能。
9. 曹政才 北京化工大學(xué)教授
第九位報告人為來自北京化工大學(xué)的曹政才教授，報告題目為“智能移動機器人感知-規(guī)劃-控制”。報告中，曹政才教授在報告中指出，從掃地機器人到快遞物流機器人，智能移動機器人已滲透到我們生活的方方面面。機器人的智能主要體現(xiàn)在自主定位與導(dǎo)航，目標(biāo)識別與運動控制等方面，報告從移動機器人的智能行為出發(fā)，為大家講解機器人的環(huán)境感知，路徑規(guī)劃與運動控制的關(guān)鍵技術(shù)。
10. 蒲華燕 上海大學(xué)教授
第十位報告人為來自上海大學(xué)的蒲華燕教授，報告題目為“醫(yī)工結(jié)合中的智能機器人研究與應(yīng)用”。報告中，蒲華燕教授團(tuán)隊將智能機器人技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)工程相結(jié)合，實現(xiàn)單細(xì)胞五個生物物理特性指標(biāo)的并行檢測，以及細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)航及亞細(xì)胞生物物理特性測量。
11. 董希旺 北京航空航天大學(xué)教授
第十一位報告人為來自北京航空航天大學(xué)的董希旺教授，報告題目為“集群系統(tǒng)協(xié)同控制理論及在飛行器集群中的應(yīng)用”。報告中，董希旺教授主要針對集群系統(tǒng)協(xié)同控制中的分布式時變編隊控制技術(shù)、編隊跟蹤控制技術(shù)及編隊-合圍控制技術(shù)進(jìn)行分別介紹，并結(jié)合在無人機集群上的系列飛行試驗對所提出技術(shù)的有效性進(jìn)行演示驗證，最后以所參加的空軍“無人爭鋒”智能無人機集群系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽密集編隊穿越競速的比賽為例進(jìn)行應(yīng)用展示，并對未來的可能發(fā)展方向進(jìn)行概述。
12. 楊辰光 華南理工大學(xué)教授
第十二位報告人為來自華南理工大學(xué)的楊辰光教授，報告題目為“機器人技能學(xué)習(xí)與仿人控制”。報告中，楊辰光教授著重從遙操作和人機協(xié)作兩方面介紹人機共享控制的實際應(yīng)用場景以及效果，從實時避障、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、動態(tài)補償以及肌電信號利用等多個方面對人-工業(yè)機器人以及人-移動機器人的新型共享控制技術(shù)進(jìn)行探索與應(yīng)用。
13. 王賀升 上海交通大學(xué)教授
第十三位報告人為來自上海交通大學(xué)的王賀升教授，報告題目為“機器人視覺伺服”。王賀升教授在報告中指出，隨著機器人能力的提升，其應(yīng)用范圍已經(jīng)從固定的結(jié)構(gòu)化場景過渡到更廣泛的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境。視覺傳感已經(jīng)成為機器人感知環(huán)境的重要手段，如何利用視覺控制機器人在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下工作對機器人具有重要意義。報告針對非結(jié)構(gòu)化下的視覺伺服問題，系統(tǒng)的介紹一系列相關(guān)解決方案。從點特征入手，推廣的更廣泛的通用圖像特征，并給出完整的理論分析。分別針對視覺伺服的鎮(zhèn)定和跟蹤問題，并結(jié)合包括機械臂、移動機器人、無人機、軟體機器人等機器人系統(tǒng)進(jìn)行研究與應(yīng)用。
14. 湯奇榮 同濟大學(xué)教授
第十四位報告人為來自同濟大學(xué)的湯奇榮教授，報告題目為“多機器人協(xié)同搬運與裝配關(guān)鍵技術(shù)研究”。報告中，湯奇榮教授主要圍繞多機器人的協(xié)同搬運、裝配、大規(guī)模異構(gòu)機器人集群擴展障礙突破，以及在面向復(fù)雜使役環(huán)境時的協(xié)同操作與技巧學(xué)習(xí)，從運動學(xué)、動力學(xué)建模出發(fā)，到與目前機器訓(xùn)練類方法的對比，再到多（群）機器人基于局部動力學(xué)伺服的集群控制、非直接通信、和群平臺創(chuàng)制和應(yīng)用等。
15. 賀威 北京科技大學(xué)教授
第十五位報告人為中國國自動化學(xué)會理事、北京科技大學(xué)的賀威教授，報告題目為“協(xié)作機器人智能控制”。報告中，賀威教授首先圍繞協(xié)作機器人高精度跟蹤控制問題，介紹多約束條件下不確定機器人智能控制算法；其次聚焦機器人與環(huán)境物理交互問題，分析復(fù)雜環(huán)境下協(xié)作機器人阻抗控制策略；進(jìn)一步考慮多機器人協(xié)同作業(yè)和人機協(xié)作場景，提出幾類協(xié)作機器人的協(xié)同控制方法，并介紹基于以上智能控制策略研發(fā)的智能分揀系統(tǒng)、人機協(xié)作系統(tǒng)等，最后對相關(guān)研究領(lǐng)域進(jìn)行展望。
16. 胡國強 新加坡南洋理工大學(xué)教授
第十六位報告人為來自新加坡南洋理工大學(xué)的胡國強教授，報告題目為“Coordination and Control of Multi-Robot Systems”。報告中，胡國強教授首先簡要回顧多機器人系統(tǒng)，然后介紹了多機器人協(xié)調(diào)的分布式算法和控制方法的一些最新研究成果和相關(guān)應(yīng)用情況。
17. 吳元清 廣東工業(yè)大學(xué)教授
第十七位報告人為來自廣東工業(yè)大學(xué)的吳元清教授，報告題目為“自主無人系統(tǒng)群智控制”。吳元清教授在報告中表示，隨著自主無人系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境與任務(wù)要求進(jìn)一步多樣化、復(fù)雜化與智能化，現(xiàn)有的自主無人系統(tǒng)建模與控制方法已經(jīng)無法滿足日趨復(fù)雜多變的任務(wù)需求。針對自主無人系統(tǒng)存在的科學(xué)問題，設(shè)計了自主無人系統(tǒng)的機械設(shè)計、加工制造、電路板設(shè)計、集成組裝 4 個流程，并將算法應(yīng)用于智能無人巡邏車及機械狗。其團(tuán)隊自主研制了智能無人巡邏車及機械狗的電控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、定位系統(tǒng)，視覺處理系統(tǒng)、上位機系統(tǒng)和群智控制系統(tǒng)這 6 個主要系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能無人巡邏車及機械狗的電機驅(qū)動與控制、信息采集與信息傳輸、室內(nèi)外定位、視覺圖像獲取與處理、遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)分析，群智協(xié)同控制與平臺搭建。
18. 王健 吉林大學(xué)教授/青島慧拓智能機器有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人
第十八位報告人為來自吉林大學(xué)的王健教授，報告題目為“全棧式無人礦山運輸解決方案”。報告中，王健教授介紹了“愚公”全棧式無人礦山運輸解決方案，包括：調(diào)度系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)、應(yīng)急系統(tǒng)、車輛系統(tǒng)、協(xié)同系統(tǒng)、路側(cè)系統(tǒng)。同時介紹目前國內(nèi)主要的露天和井下應(yīng)用案例。
19. 方浩 北京理工大學(xué)教授
第十九位報告人為來自北京理工大學(xué)的方浩教授，報告題目為“嚴(yán)格時序-空間-信息約束下的多機器人自主協(xié)同行為規(guī)劃與控制”。報告中，方浩教授在回顧了現(xiàn)有多機器人協(xié)同技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對實際協(xié)同任務(wù)中的嚴(yán)格時序-空間-信息約束，從信號時序邏輯約束下的協(xié)同行為規(guī)劃，空間-能量約束下的分布式協(xié)同優(yōu)化控制，弱化信息條件下的動態(tài)自適應(yīng)編隊控制等方面分別介紹了多機器人自主協(xié)同行為規(guī)劃與控制的最新研究進(jìn)展，分析了自主協(xié)同的技術(shù)內(nèi)涵，凝練出制約其技術(shù)突破的若干核心關(guān)鍵問題，并給出具有創(chuàng)新性的解決之道。最后對多機器人自主協(xié)同行為規(guī)劃與控制的發(fā)展趨勢做出預(yù)測，以期對相關(guān)研究起到借鑒和引導(dǎo)作用。
20. 劉嶼 華南理工大學(xué)研究員
第二十位報告人為來自華南理工大學(xué)的劉嶼研究員，報告題目為“精密制造裝備中軸向驅(qū)動結(jié)構(gòu)的智能控制”。報告中，劉嶼研究員以 SMT 中軸向驅(qū)動結(jié)構(gòu)的振動主動抑制為例，討論其動力學(xué)建模、自適應(yīng)振動主動控制以及視覺檢測算法，通過對加工產(chǎn)品的實時檢測，在線修正振動主動控制算法，提升控制性能，進(jìn)而提升精密制造裝備的加工精度。
21. 周博文 湖南睿圖智能科技有限公司總經(jīng)理
第二十一位報告人為湖南睿圖智能科技有限公司的周博文總經(jīng)理，報告題目為“精密顯微成像技術(shù)及其在智慧醫(yī)療上的應(yīng)用”。報告中，周博文總經(jīng)理在報告中詳細(xì)闡述智慧醫(yī)療新技術(shù)，通過顯微成像技術(shù)，對細(xì)胞進(jìn)行快速檢測和識別，用于體外輔助診斷、病理診斷等。
22. 王宇 中國科學(xué)院自動化研究所副研究員
第二十二位報告人為來自中國科學(xué)院自動化研究所的王宇研究員，報告題目為“面向自主作業(yè)的水下仿生機器人”。報告中，王宇研究員詳細(xì)闡述了水下機器人的廣泛應(yīng)用，以及其系統(tǒng)設(shè)計、控制等方面面臨的許多亟待解決的難題，并提出相比于螺旋槳推進(jìn)的潛器平臺，綜合水下仿動物推進(jìn)模式的優(yōu)點而設(shè)計的新型潛器平臺將為解決 UVMS 系統(tǒng)的懸停、水動力干擾等難題提供新的研究思路、方案和路線。報告主要圍繞水下目標(biāo)的精準(zhǔn)作業(yè)控制問題，具體介紹水下機器人的仿生設(shè)計、自主環(huán)境感知、運動控制和抓取作業(yè)控制等方面研究工作。
23. 王越 浙江大學(xué)副教授
第二十三位報告人為來自浙江大學(xué)的王越副教授，報告題目為“移動機器人自主導(dǎo)航的端到端學(xué)習(xí)”。報告中，王教授以導(dǎo)航中的核心環(huán)節(jié)——定位為對象，介紹課題組基于端到端學(xué)習(xí)的解決方案，包括地點識別、位姿估計、融合定位等模塊。并重點介紹如何在這些模塊中將傳統(tǒng)方法和端到端方法相結(jié)合，從而有效提升學(xué)習(xí)模型的可解釋性和泛化性。報告還展示了相關(guān)技術(shù)在實際系統(tǒng)中的測試和應(yīng)用，驗證和探索可行性。
24. 熊鵬文 南昌大學(xué)副教授
第二十四位報告人為來自南昌大學(xué)的熊鵬文副教授，報告題目為“機器人力觸覺感知技術(shù)研究”。報告中，熊教授介紹了四個方面的主要研究：（1）機器人 FBG 力覺傳感器與多模態(tài)觸覺傳感器研制—解決傳統(tǒng)力觸覺傳感器感知局限性等問題。（2）基于跨模態(tài)學(xué)習(xí)的機器人多模態(tài)數(shù)據(jù)生成與檢索方法研究—在機器人在缺乏視覺或觸覺感知能力時，通過生成或檢索操作賦予機器人缺失的感知能力。（3）基于多模態(tài)混合融合的機器人材料識別方法研究—提高機器人在多種異構(gòu)混合測量模態(tài)下的材料感知能力（4）基于小樣本耦合稀疏編碼的機器人物體感知研究—提高機器人在缺乏充足樣本數(shù)據(jù)環(huán)境下的物體感知能力。
25. 繆志強 湖南大學(xué)副教授
第二十五位報告人為來自湖南大學(xué)的繆志強副教授，報告題目為“受限條件下多自主機器人系統(tǒng)協(xié)同控制”。報告中，繆教授針對復(fù)雜環(huán)境下多移動機器人和無人機協(xié)同控制問題，主要介紹兩類受限條件下的協(xié)同控制方法：視覺反饋控制和無速度反饋控制。最后，對多機器人協(xié)同控制系統(tǒng)的未來研究方向和發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。
本次論壇共25個主題報告，涵蓋了機器人仿生設(shè)計、自主導(dǎo)航、智能控制、自主學(xué)習(xí)、自主作業(yè)和集群協(xié)同等領(lǐng)域前沿理論，以及在工業(yè)、物流和醫(yī)療等行業(yè)的應(yīng)用，體現(xiàn)了理論創(chuàng)新與實際應(yīng)用的緊密結(jié)合。櫛風(fēng)沐雨六十載，砥礪前行續(xù)華章，作為中國自動化學(xué)會成立六十周年主題活動之一，本次論壇促進(jìn)了機器人智能控制與自主學(xué)習(xí)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的交叉與融合，為從事機器人技術(shù)研究的青年才俊提供了前沿交流平臺，促進(jìn)了機器人與自動化等領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流與合作。
