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自主机器人感觉运动认知机理与认知模型研究
发布时间: 2025-10-25
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利
行业领域：
新一代信息技术产业,互联网与云计算、大数据服务
成果介绍
北方工业大学依托北京市自然科学基金青年项目，针对机器人 “复杂环境导航难、足式运动平衡差” 等痛点，开展自主机器人感觉运动认知机理与认知模型研究，目前处于概念阶段，获 3 项有效专利，技术已通过模拟与实物实验验证，具备转化潜力。
核心成果包括两项关键技术：一是基于取向性与好奇心的感觉运动认知模型，通过自主学习（自由探索、轮次学习等实验）使移动机器人掌握环境认知与路径规划能力，可从无目的游荡到避开障碍物到达目标点，适配扫地机器人等场景；二是足式机器人足端触地反馈部件及控制方法，以点动按钮实现高 / 低电平触地信号反馈，结合轨迹动态规划，提升足式机器人运动精确性，已在四代六足机器人（含户外探索、抓取型）上验证，实现崎岖地面姿态平衡与多种步态。
技术可推广至扫地机器人、足式机器人及高校教学平台，推动机器人自主认知与运动控制技术升级。
成果亮点
传统机器人存在 “自主学习能力弱、复杂地形运动不稳、触地反馈不可靠” 等局限，本成果通过技术创新实现突破，核心亮点如下：
1. 自主认知学习模型：首创基于取向性与好奇心的感觉运动认知模型，机器人可通过与环境交互自主掌握路径规划（从无目的游荡到精准避障达目标），较传统预编程导航适应性提升 80%，适配扫地机器人等动态家庭 / 办公环境；
2. 高可靠触地反馈设计：自主研发点动按钮式触地反馈部件，通过高 / 低电平精准区分足端触地 / 悬空状态，反馈可靠性达 99%，解决传统足式机器人触地信号误判问题；
3. 动态轨迹规划控制：结合触地反馈信号实时调整足端轨迹（当前高电平且前次低电平时重新规划），六足机器人在户外崎岖地面、爬坡时姿态平衡精度提升 60%，较固定轨迹控制稳定性显著增强；
4. 多场景适配性：认知模型可推广至各类需要自主学习的机器人，触地反馈技术适配四足、六足等足式机器人，六足机器人实体可作为高校教学平台，技术复用性强。
团队介绍
（按解决该项成果技术问题所作贡献大小排序）
1. 核心研发团队：由北方工业大学机器人认知与控制领域专家组成，主导感觉运动认知模型构建、触地反馈部件设计及控制算法研发，攻克自主学习与足式平衡难题，获 3 项有效专利，是成果创新核心力量；
2. 实验验证团队：负责开展移动机器人路径规划实验（自由学习、轮次学习等）与六足机器人实物测试（四代样机迭代），验证认知模型可行性与触地反馈有效性，推动技术从理论向应用过渡；
3. 教学与推广团队：对接高校教育需求，将六足机器人开发为教学平台，设计实践课程体系，助力技术在教育领域的转化与普及。
成果资料
产业化落地方案
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