南开大学机器人遥操作与运动规划青年学者论坛

主办单位

南开大学人工智能学院

南开大学机器人与信息自动化研究所

天津市智能机器人技术重点实验室

论坛日程

论坛时间：2019年12月13日（周五）下午14:00-17:00

论坛地点：南开大学津南校区人工智能北楼102会议室

报告摘要

报告1：复杂环境中基于力反馈遥操作的无人机导航方法研究

报告人简介：侯晓磊，博士，西北工业大学自动化学院智能科学与技术系助理教授。2007年获得哈尔滨工程大学学士学位，2010年和2015年分别获得澳大利亚国立大学硕士及博士学位，2014年至2016年在澳大利亚国立大学工程研究院从事博士后研究员工作。主持国家自然科学基金委青年科学基金项目和陕西省自然科学基金委青年科学基金项目各1项，同时作为项目主要人员参与其他国家级项目3项，发表期刊及会议论文20余篇。主要研究方向为力反馈遥操作系统及机器人导航与控制系统的研究。

报告摘要：无人机在复杂环境中导航是机器人领域的研究热点和难点。目前受传感器能力、无人机载荷以及计算机处理能力的限制，无人机在复杂环境中的导航仍面临诸多挑战。将遥操作与无人机导航系统相结合将有效的提高无人机面对复杂场景的决策能力，但同时也对操作人员提出了更高的要求。而通过在遥操作系统中引入力反馈，则可在保证无人机导航系统决策能力的前提下，有效的提高遥操作系统的性能，降低操作人员的任务负担。本报告中，汇报人将介绍在无人机导航中采用的多种不同的力反馈遥操作方法和策略的研究成果。

报告2：运动规划方法在智能机器人系统中的应用

报告人简介：陈彦杰，博士，福州大学机械工程及自动化学院助理教授，硕士生导师。2011年于西南交通大学获得电气工程及自动化专业工学学士，2013年于湖南大学获得控制工程硕士学位，2014年至2015年于新加坡国立大学先进机器人研究中心交流访问一年，2017年于湖南大学获得控制科学与工程专业工学博士学位。2017年至今于福州大学机械工程及自动化学院任教。在硕博期间，师从王耀南院士，主要从事智能技术、机器人控制、运动规划理论和方法的研究，期间参与多项国家自然科学基金项目，国家支撑计划项目等。目前，作为项目负责人主持国家自然科学基金青年项目一项，福建省自然科学基金面上项目一项，福建省教育厅中青年教师教育科研项目一项，发表论文13篇，授权和公开发明专利14项。同时任中国高校智能机器人创意大赛专家委员会委员和全国旋转电机标委会小功率电机分技术委员会委员。

报告摘要：运动规划是机器人完成智能自主作业的必要环节之一，其研究目标是使机器人能够在满足一些系统和环境约束的情况下，高效高质量地到达目标状态。由于机器人系统约束的差异化和工作环境的多样化，运动规划方法仍存在较大的挑战，如规划方案的最优性、规划效率、克服系统和环境不确定性、高动态环境等。本报告将以神经动力学运动规划方法和基于采样的运动规划方法为例，探讨运动规划方法在智能机器人系统中的应用情况及其未来的发展趋势。

报告3：通信约束下的遥操作系统控制和分析

报告人简介：李玉玲，博士，讲师。2016年1月于北京科技大学获得控制科学与工程专业博士学位，毕业后留校任教至今。博士期间，曾于2012年-2014年在瑞典隆德大学（Lund University）自动控制系进行联合培养。长期从事遥操作系统控制方法的设计与分析研究，作为负责人负责国家级科研项目一项，发表SCI/EI论文十余篇。研究兴趣主要为遥操作系统控制及分析、时滞系统、非线性系统分析、智能控制。

报告摘要：随着空间技术，海洋技术和原子能技术等领域的快速发展，迫切需要大量工作在危险和未知环境下的先进机器人，而全自主机器人在这些环境中灵活作业目前仍不现实，因此，能扩展人的能力去操控远端设备的遥操作技术因其更安全、更低成本、有时甚至更精确等优点越来越受到关注。值得注意的是，遥操作的实现严重依赖于主从机之间的信息交换。然而，通信限制如通信时延，有限的网络带宽等在实际应用中不可避免。它们将严重降低遥操作系统的性能，有时甚至会导致闭环系统不稳定。本报告针对遥操作系统中的通信时延、通信带宽有限等通信约束，汇报提出的多种控制策略，包括内模控制方案、复合自适应控制策略、调度协议影响下的多主从机器人同步策略等，并对闭环控制系统进行了性能分析，提出不同情况下的系统稳定性条件，给出控制器增益、采样间隔和最大通信时延的联合设计条件。

报告4：人机共融环境下的移动机器人运动规划方法研究

报告人简介：迟文政，苏州大学机电工程学院副教授，硕士生导师。2017年9月于香港中文大学取得移动机器人智能感知方向博士学位，2017年10月至2018年9月在香港中文大学电子工程系担任博士后研究员。2015年赴日本东京大学精密工学系交流访问。2018年10月进入苏州大学机器人与微系统研究中心工作。研究领域包括移动机器人运动规划、智能感知、人机交互。主持国家自然科学基金青年项目1项、国家重点研发计划智能机器人专项子课题1项。发表SCI/EI检索论文数十篇，获得2016RCAR最佳学生会议论文奖，香港政府博士奖学金计划(HKPFS)获得者，江苏省双创博士。

报告摘要：目前，引导机器人、扫地机器人、导购机器人、货物搬运机器人等移动型服务机器人已经成功应用到了机场、超市、博物馆、家庭等多种环境。随着机器人高智能化的发展，迫切需要服务机器人能够真正融入人们的生活，以一种拟人化、自然、流畅的方式为用户提供帮助。因此，为机器人设计具有社会意识的导航方法，提高其运动方式的自然性，对于移动型机器人走向更为广泛的实际应用具有重要意义。在本报告中，将与大家分享课题组在移动机器人运动规划方面的研究进展。

报告5：机电系统运动学和动力学约束下的时间最优轨迹规划研究

报告人简介：袁明星，博士，南开大学人工智能学院讲师。2013年6月于南京航空航天大学获飞行器制造工程专业工学学士学位，2019年3月于浙江大学获机械电子工程专业工学博士学位。2016年11月至2017年11月赴美国普渡大学机械工程学院访问学习一年。2019年6月至今于南开大学人工智能学院任教。研究领域包括机电系统运动规划与控制、遥操作机器人及移动机器人学。发表SCI/EI论文十余篇，其中第一作者IEEE Trans.汇刊论文4篇，ESI高被引论文1篇，获得2018 ICIA最佳论文提名奖。

报告摘要：轨迹规划作为机电系统运动跟踪的共性问题，具有很好的通用性和延展性。实际机电系统的执行装置受多种运动学和动力学约束的限制，保证约束受限下机电系统的高精度和高效率运动跟踪已成为时间最优轨迹规划研究的重要目标。针对不同工业应用的需求，本报告将与大家交流多种离线和在线时间最优轨迹规划算法的研究进展，并介绍其在多轴直线电机系统和遥操作机器人系统运动跟踪中的应用分析。

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