从表演者角度论述歌剧院的声学研究和设计

本文从解决歌手与乐队竞争的谜团入手,详述了歌剧院乐队演奏(缺乏高频声)和歌剧唱法(高频的歌手共振峰)的声音特点,进而提出了歌手和乐队之间平衡的声学设计(即放大歌手的歌唱声并适当降低乐队的演奏声,观众听起来歌手和乐队之间的声音保持平衡),重点论述了乐池的声学设计。然后分别从提高表演者的相互听闻(为了合奏的同步性)和提高房间的声反馈(为了控制演奏的响度)进行了论述,得出从表演者角度进行声学研究和设计的重要性。     

封底照片说明

德国航空中心最新研制了一款具有轻重量手臂和四指手,配备先进导航、相机和传感器的移动机器人系统。这款被称为"贾斯汀"的机器人是理想的太空实验平台,可实现远程自治控制,独立的车轮可满足机器人处理任务时上半身的操作。在机器人身体上装配有传感器和相机,使它能够创建一个3D环境结构,确保机器人能够独立地工作。     

机器人视觉的“手-眼”关系快速标定算法

论述了机器人视觉传感器的内外参数标定的基本原理。设计了一种快速标定机器人"手 眼关系"的标定方法。该方法不需要外加辅助的坐标测量仪器,可一次性标定出视觉传感器的内外参数及机器人的"手 眼关系"。实验证明,该方法具有算法简便快捷和标定精度较高的特点。     

基于激光定位的变电站智能巡检机器人导航系统设计

导航和定位是变电站智能巡检机器人完全自主运行的关键,针对巡检机器人现有导航定位方式的不足,将激光定位技术应用于巡检机器人导航,设计了巡检机器人激光导航系统,详细介绍了系统的软硬件结构及实现方法,并在室外环境下对导航系统进行了实验测试;实验结果表明,巡检机器人运行平稳,具有较高的导航控制精度;实验中机器人的运行轨迹重合度较好,直线运行时运动轨迹与路径横向垂直偏差在±15mm以内,航向偏差可控制在±1.5°左右。     

用机器人组装机器人

<正>对于一直渴望参与大事业的那些无助的小机器人来说,这是个好消息。研究人员发现了一个用机器人制造机器人的方法,虽然单个部件不能自行移动,但是组装的机器人却可以四处移动。为了创造这个机器人部落,研究人员设计了几台     

世界首个仿生人诞生

当地时间2013年2月5日,在英国首都伦敦,世界首个"仿生人"在英国科学博物馆首次露面。这位名叫"雷克斯"的仿生人,高约1.83米,是英国的科学家们利用来自世界各地的人造假肢与器官所制造的,造价约为1百万美元。"雷克斯先生"的面部、前臂、双手双足酷似人类,躯干部分则更像一个机器人,但与于传统意义上的机器人不同,"他"拥有"内脏"和"血液"。"雷克斯先生"拥有人造胰腺、     

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 智能机器人系统有限公司研制的机器人柔性加工系统,集工业机器人、执行器、三维测量系统和交互式软件系统平台于一体,既可用于复杂三维工件的批量制造加工,又可作为一个柔性单元灵活嵌入自动化生产线,还可满足大型装备成套系统及复杂加工系统的自动化需求。机器人柔性加工系统被国家发展改革委员会评为“国家高新技术产业示范工程”,获国家科技创新基金赞助,并已通过ISO9001质量认证体系。     

比利时研制出可拉伸和弯曲的光学电路

正近日,比利时科学家打造出了世界上首个可拉伸的"光路"。其背后的理念是,可穿戴传感器或机器人触感皮肤可以利用标准的玻璃光纤线缆的大部分,但是要将它们"互联",就必须允许设备在这之间弯曲或延展。这部分由聚二甲基硅氧烷(poly-dimethylsiloxane,PDMS)打造而成,互联通过包裹着同样外层材料的透明芯传播—因为光不容易传统外层(折射率低),这种设计就能够让光在线芯中传输。     

小型履带式移动机器人控制系统设计

针对小型履带式移动机器人,设计了遥控与自主返航模式相结合的控制体系结构,并对机器人自主定位及路径跟踪技术进行重点介绍;信号正常的情况下,机器人在遥控模式下工作,信号中断后,启动自主返航模式,机器人根据路径规划的轨迹行驶到目标点;自主返航模式下,采用传感器信息融合技术提高了机器人定位精度,基于已有路径进行点跟踪控制,设计机器人跟踪控制律;基于履带式移动机器人平台及所述控制系统,对任意给定路径进行跟踪实验;结果表明,机器人可沿给定路径到达终点,且行驶轨迹光滑,验证了定位方法的精度以及跟踪控制律的有效性。该控制系统设计简单,可移植性高,可广泛应用于地面移动机器人领域。     

封底照片说明

 这是名为“汇童”的仿人机器人,由北京理工大学牵头,多个单位参加研制。是科技部“十五”863计划的重点项目。该机器人高160厘米,体重63千克,具有视觉、语音对话、力觉、平衡觉等功能。能够模仿太极拳、刀术等人类复杂动作,感知自身的平衡状态及地面的高度变化,实现了前进、后退、侧行、转弯、上下台阶及在未知地面情况下的行走。仿人机器人将在未来的家庭服务、大众娱乐、危险作业及军事等领域得到广泛应用。     

长寿命生物混合机器人

正在柔性衬底基于心脏或骨骼组织组成的生物混合机器人,由于组织收缩和功能丧失会缺乏灵活性和耐久性。现在,受到现实中生物体的启发,东京大学(University of Tokyo)的森本雄矢(Yuya Morimot)和同事开发了一种"对抗性"的骨骼肌组织,一个收缩、一个伸展,使生物混合机器人克服了这些缺陷。这项技术将用于制造更逼真的机器人,能够拾取和放置物体。     

21世纪的微型机器人

预计本世纪末或21世纪,将制造出价格低廉、用途广泛的人造妈蚁、蚊子、跳蚤、水虫和在血液中游弋的"潜艇"式的微型机器人。它们将广泛应用于农业、工业、航天、军事、医学、航海等各个领域。(1)扔下成万个微型机器人去咀嚼在航行中的轮船底部的贝类和苔藓,节约航行能源。(2)微型机器人载有特殊相机和微型光纤,进入人类无法到达的地方去观察环境、存储或传输图像。     

士兵可穿戴下肢外骨骼机器人多元感知方法研究

下肢外骨骼机器人是一种可穿戴且融合了多种机器人技术的复杂人-机系统。它将人类的智慧与机器人强壮的能力有效地结合起来,最大限度地提高人体的机动力和耐力,这为提升单兵作战系统的能力创造了条件。鉴于下肢外骨骼机器人在作战、后勤保障时可能遇到的复杂地形、多变随机的任务等,仅通过基于既定的典型步态规划程序驱动执行已知的特定动作,难以保证人机间的耦合性和动作的高随意性切换。为此,模拟并提炼出士兵常见的六种下肢动作作为后续研究,然后分析了下肢外骨骼机器人的感知控制原理,并提出了基于脑电预判感知、肌电精确感知和光纤实时校正的多信息融合的感知方法,强调将人的智能参与到机器人控制中,以期推进士兵可穿戴下肢外骨骼机器人的实用化。     

导航能力优于GPS的蚂蚁机器人

<正>如果你是一个机器人,那么你就会有一个很棒的回家方式,即GPS。但是所有人都知道,GPS并不完美。现在,一个身材大小如狗一般的机器人,其设计灵感来自沙漠蚂蚁那不可思议的导航技能,可能会提供一个功能强大的新选择。新系统不需要复杂的处理,而且比仅供消费者使用的GPS更精确,让机器人离目的地只有几厘米,而不是几米之遥。     

封面照片说明

 照片上介绍的是仿生机器人的一种--蛇形机器人,由中国人民解放军国防科学技术大学研制。蛇形机器人因其外形和运动方式与自然界中的蛇类相似而得名。     

利用神经网络的机器人超声波眼睛

智能机器人必须具有一种能觉察外部世界的方法。近年来,人们已相继开发了一些诸如利用光波、X射线、电磁波来识别物体的方法,然而,迄今还未有明确地选择并找到一种十分完美的机器人观察装置。 本文提出一种机器人超声波眼睛新系统。利用超声波观察至少有如下三方面的优点:第一,在光波难以观察的场合,如烟雾、黑暗或水下等能见度差的情况下,超声波便可大显身手;第二,利用超声波可检出被测物的相位信息,藉此,就能直接计算出该物体的三维结构,从而为再现被测物体的超声全息图奠定了基础;第三,与采用其它方法的机器人眼睛系统相比,超声波系统最为廉价和简单。     

一种异构多机器人系统交互协议

随着机器人在各领域的广泛应用和任务种类多样化,单机器人执行任务受到任务规模和复杂程度的限制,使用多个机器人协作完成任务是解决复杂问题的有效方法之一。在复杂机器人控制系统中,不同的任务往往需要不同的机器人去执行,这些机器人一般具有不同的结构和功能,而且工业化的机器人各自遵循私有协议。在操作一个复杂多机器人系统中,控制系统中的通信协议因不同的机器人而异,从而增加了控制过程中的协作难度。设计和制定一个方便的交互协议,便于协作信息在系统中通信,共同完成给定的任务。本文针对不同的机器人私有控制协议,在一致化交互接口的基础上,设计并实现了不同工业机器人之间的交互。通过工程实践,验证了这种一致性交互协议对于异构机器人系统的有效交互,对完成复杂问题作业具有借鉴作用。     

简单机器人可以群体化执行复杂任务

正一大群蜜蜂或蚂蚁可以一起工作,完成个体不可能完成的任务。比利时的研究者现在发现一群机器人能够完成同样的壮举——包括明确所完成任务的正确顺序。研究者在一个六角形竞技场内部署了20个双轮机器人,每个有50毫米高。他们的工作是以正确的顺序进入3个点位。机器人成功的关键是形成链条,研究者在《科学·机器人》(Science Robotics)上做了报告。这个链条延伸了机器人对周围环境的有限认知,使它们不仅能够知道去哪里,而且知道正确的步骤。     

超导“小时代”之六秩序的力量

正如果这个世界没有秩序,那所有的国家将被摧毁。——亨利·基辛格《世界秩序》古语有言:"二人同心,其利断金;同心之言,其臭如兰。"两个人要齐心合力,很多难题都可迎刃而解,两个人要情投意合,聊起天来也是娓娓动听,——这就是团结协作的重要性。团结的力量有多大?我们常说一根筷子易折断,一把筷子就难了。如果个体集结在一起成为群体,力量如钢,力量如铁,甚至比铁硬,比钢强!浩瀚海洋里生存法则残酷,大鱼吃小鱼、小鱼吃虾米,小的鱼可以靠群体的力量来抵御掠食者的进攻。这种强大的力     

ICF靶支撑定位机器人系统研究

 在对惯性约束核聚变(ICF)靶支撑定位功能分析的基础上,设计并制造了一套用于靶精密定位机器人系统,主要包括靶库机构、换靶机构、送靶机构和6自由度精密并联机器人机构,论述了各部分的工作原理和组成。系统在末端采用并联机器人来实现对靶的精密定位,测试了靶场环境下系统的运动指标。测试结果显示：系统可在真空条件下实现对靶的精确定位、换靶、送靶工作,靶定位精度达到μm级,定位时间随精度的提高而延长。