科创中国
自平衡机器人及其仿生自主学习控制技术
发布时间: 2022-11-13
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
发明专利
行业领域：
新一代信息技术产业,人工智能
成果介绍
研制了“原人”系列两轮直立式自平衡机器人和工大独轮直立式自平衡机器人，研制了其自主学习控制系统，采用仿生学习的思想，实现了基于 Skinner操作条件反射理论的自平衡机器人系统运动平衡控制技能的自学习控制。
成果亮点
（1）发明了基于仿生原理的柔性腰椎两轮直立式自平衡机器人系统。结合
生物动力学特性，对机器人躯干和底盘倾角建模进行融合降维，创新性地实现了仿生柔性两轮直立式机器人的姿态平衡控制。
（2）发明了基于仿生学习机制的 Skinner 操作条件反射自动机自主学习系统。通过面向姿态平衡控制问题的机器人取向机制和形式化的运动神经学习机制，使机器人能自主地形成、发展和完善其平衡控制技能，突破了两轮直立式机器人操作条件反射的自主学习难题。
（3）提出了一种人工大脑、人工小脑、运动神经三级架构仿生递阶运动控制方法，实现了轮式直立式自平衡机器人的运动平衡协同控制，解决了两轮机器人在复杂地面的动态运动平衡难题。
（4）发明了一种基于飞轮惯性阻尼的独轮自平衡机器人系统。创新性地提出了惯性阻尼、电磁阻尼和气流阻尼三种反扭矩侧向平衡控制机构和航向控制机构，突破了在俯仰、横滚、偏航三个耦合维度上独轮机器人的运动平衡的控制难题。
团队介绍
1 阮晓钢 男 1958.4 教授 博士 北京工业大学 项目负责人
2 于乃功 男 1966.11 教授 博士 北京工业大学 项目骨干成员
3 韩红桂 男 1983.8 教授 博士 北京工业大学 项目骨干成员
4 龚道雄 男 1968.2 教授 博士 北京工业大学 项目骨干成员
5 朱晓庆 男 1987.3 讲师 博士 北京工业大学 项目骨干成员
6 黄 静 女 1979.8 副教授 博士 北京工业大学 项目骨干成员
7 左国玉 男 1971.10 教授 博士 北京工业大学 项目骨干成员
8 于建均 女 1965.8 副教授 硕士 北京工业大学 项目骨干成员
9 李明爱 女 1966.7 教授 博士 北京工业大学 项目骨干成员
10 杨金福 男 1977.8 教授 博士 北京工业大学 项目骨干成员
11 李建更 男 1965.10 教授 博士 北京工业大学 项目骨干成员
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：- (-) 评价时间：2023-05-06
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