用于星球探测的多机器人任务规划技术

在星球探测机器人领域中,利用多个机器人执行探测任务是未来的发展趋势。多机器人任务规划作为多机器人系统的关键技术之一,是星球探测机器人研究领域的新方向。本文对国内外近年来有关多机器人任务规划的研究工作做了分析,重点针对部分有代表性笥的任务分解和任务分配方法进行剖析和总结,最后对星球探测领域中多机器人任务规划存在的问题及今后的研究发展方向进行了阐述。     

水下机器人任务流程建模与管理

为实现水下机器人任务流程的快速建模与自动管理,通过改进传统的工作流理论,提出了一种实用的任务流程模型——任务工作流.介绍了作为任务工作流理论基础的传统Petri网及工作流模型,指出了原有理论的缺陷并介绍了任务工作流的基本理论.以任务工作流模型为基础,实现了一款任务流程管理系统,为其定义了完善的图形化建模手段与标准的文本化的描述语言,并建立了一套担负着运行时任务管理工作的核心应用程序,能够实现任务的描述与建模、自动运行与管理,以及任务流程的动态更改.实践表明,任务工作流建模简单快捷、方便编程实现,是机器人任务建模与管理的理想工具.     

多机器人协作任务的仿真设计研究

多机器人协作问题已成为机器人研究领域的一个热点,而仿真研究是多机器人协作问题的重要研究手段.为了给多机器人协作任务提供评断依据,基于对MuRoS仿真平台的扩充提出了一套针对多机器人协作任务仿真的完整设计思路.首先分析了MuRoS多机器人任务模拟环境的结构框架和功能特点,描述了它执行仿真任务的工作流程.然后提出了几种常用虚拟控制器的接口设计方法.最后,通过几个典型的协作任务的仿真实例合理调用虚拟控制器,得到了满意的运行效果,验证了设计思路的有效性.     

智能空间下基于分层任务网络的服务机器人任务规划

针对在复杂、动态的家庭环境下,如何让机器人获取足够多的环境信息并根据环境信息进行自主的任务规划,提出了智能空间技术支持下基于分层任务网络的服务机器人任务规划方案.利用智能空间技术为机器人提供充足的环境上下文信息,用基于分层任务网络设计的JSHOP2规划器执行机器人任务规划.为了提高机器人任务规划的自主性和智能性,在规划领域文件中加入不同的模板信息,使机器人具有根据环境的不同自动对任务进行调整的能力.仿真实验结果表明利用该方法能够有效地提高机器人任务规划的性能.     

任务型对话机器人的设计及其应用

基于Agent代理技术的对话机器人技术已经广泛地应用于电子商务、在线教育和医疗服务等领域。不同领域对话机器人的功能既具有相似性,又具有差异性。本文首先介绍了对话机器人和机器人的区别与联系,重点分析了功能性任务型对话机器人的发展、应用和实现方式,探讨了对话机器人功能实现的理论基础和关键技术。在此基础上系统地探讨了教育领域中任务型机器人的设计思路、具体功能和对应的技术框架等。     

智能水下机器人任务规划专家系统的研究

任务规划是水下机器人智能的重要组成部分,是实现水下机器人自主作业的关键。本文简要介绍了一个智能水下机器人任务规划专家系统的组成结构、知识表达方式及推理机设计,并对今后任务规划进一步的研究提出了一些设想。     

仿蛙跳跃机器人起跳任务规划与控制

研究跳跃机器人起跑规划问题,针对仿蛙跳跃机器人在起跳过程中脚掌与地面之间形成的欠驱动约束和特定的起跳任务,为提高系统性能,提出了一种在任务空间内实现给定起跳任务要求的路径运动规划控制.利用部分反馈线性化(PFL)将仿蛙跳跃机器人系统起跳动力学方程中的非线性部分线性化,设计了滑模变结构控制器对仿蛙跳跃机器人在起跳阶段的质心轨迹进行跟踪控制.结果表明滑模控制器能够使质心轨迹精确地跟踪给定轨迹,解决了仿蛙跳跃机器人的起跳任务优化控制问题,验证了提出的任务空间控制方法用于仿蛙跳跃机器人起跳任务规划的可行性.     

中医按摩机器人研制与开发

针对中老年人退行性疾病和慢性疾病对中医按摩及保健康复设备的临床需求,提出了一种中医按摩机器人系统,并对按摩机器人的机械结构、控制系统及各功能模块进行了介绍.利用传感器信息融合技术、人机交互技术、三维仿真技术等,实现了典型中医按摩手法的建模,提出了串并联结构融合的机器人构型,研制了集多种按摩手法于一体的多功能按摩机械手....     

基于重复任务的复杂结构挖掘

过程挖掘对于部署新的商业流程以及审计、分析和改进已有的流程是非常有帮助的。在商业流程系统日志中,同名任务和重复任务是大量存在的。现有的挖掘算法都不能很好地区分,这导致在过程挖掘的结果中往往会产生不准确的流程模型。为了提高过程挖掘的准确性,提出了一种改进方法,它不仅能够挖掘日志中的循环结构、非自由选择结构等复杂结构,还能够挖掘日志中的同名任务和重复任务。     

基于强化学习的机器人多接触交互任务控制

作为自动化和智能化时代的代表,机器人技术的发展成为智能控制领域研究的焦点,各种基于机器人的智能控制技术应运而生,机器人被越来越多地应用于实现与环境之间的复杂多接触交互任务.本文以机器人复杂多接触交互任务为核心问题展开讨论,结合基于强化学习的机器人智能体训练相关研究,对基于强化学习方法实现机器人多接触交互任务展开综述.概述了强化学习在机器人多接触任务研究中的代表性研究,当前研究中存在的问题以及改进多接触交互任务实验效果的优化方法,结合当前研究成果和各优化方法特点对未来机器人多接触交互任务的智能控制方法进行了展望.     

基于交哺行为的多机器人任务一致性保持

针对多机器人领域Mission级任务研究滞后于Task级任务研究的问题,提出了一种MTB三层多机器人任务体系结构。模拟蜜蜂和蚂蚁等社会性生物的交哺行为,提出了一种多机器人系统Mission级任务一致性保持方法。建立了该方法的数学模型。仿真结果表明该方法具有很好的鲁棒性、可靠性和系统可扩展性。     

任务空间轨迹规划问题的回顾与展望

本文从机器人任务空间的几何结构出发,对任务空间轨迹规划进行了总结。首先任务空间被归结为SE（3）空间;在分析了SE（3）的空间结构之后,对SE（3）空间上的轨迹设计方法进行了总结;在此基础上,对机器人任务空间上各类轨迹规划问题进行了归纳,指出了当前研究的不足,并提出了可行的研究思路。     

中医按摩机器人专家控制系统的研究

针对中医按摩过程的复杂性问题,根据中医按摩专家经验和智能控制理论,提出了一种基于产生式规则的中医按摩机器人专家控制系统;给出了该专家控制系统的基本结构,并介绍了基于产生式规则的专家控制系统的设计思路;通过对专家控制系统的知识库、推理机的设计,同时利用C#开发语言,实现了具有良好人机交互的专家控制系统;实验结果验证了该控制系统的实时性和有效性。      

基于原子任务构建职业教育“微”教学资源

在我国数字化教学资源建设领域,建设微型教学资源受到了广泛的关注。建设职业教育微型教学资源时,因工作过程知识类别多、情境多样、注重实践等特点,使资源建设存在一定的难度。分析工作任务的关联逻辑,借助工作流技术对工作流程建模,划分最小粒度的原子任务,并通过分析原子任务工作过程知识的要素组织逻辑,设计资源的框架结构,为职业教育"微"资源建设提供了更具操作性的方法。     

基于原子任务构建职业教育“微”教学资源

在我国数字化教学资源建设领域,建设微型教学资源受到了广泛的关注。建设职业教育微型教学资源时,因工作过程知识类别多、情境多样、注重实践等特点,使资源建设存在一定的难度。分析工作任务的关联逻辑,借助工作流技术对工作流程建模,划分最小粒度的原子任务,并通过分析原子任务工作过程知识的要素组织逻辑,设计资源的框架结构,为职业教育＂微＂资源建设提供了更具操作性的方法。     

面向任务教育机器人编程方法及实现

针对传统教育仿人机器人面向过程的流程式编程不易学习、使用以及对环境适应性差的问题,设计了一种面向任务的图形化教育仿人机器人编程方法.该方法基于行为反应式的控制方式,采用有限状态机模型实现任务层和行为层的协调机制,并构建了完整的控制系统,包括上层编程环境和下层控制器.通过教育仿人机器人障碍赛的实验,说明该编程方法适用于不确定环境编程,具有模块化和开放性的特点.     

C++与Prolog双向数据交换实现混合控制架构下机器人任务规划

在慎思/反应混合控制架构下开展定性推理与定量计算相结合的分层规划是机器人任务规划研究的一条可行途径。针对分层任务规划中存在的软件工具实现方面的问题,提出C++与人工智能语言Prolog相结合的解决方案。围绕服务机器人作业研究中的一个典型案例,开发了C++与Prolog双向加载的接口程序,开展了Prolog加载C++程序以及C++加载Prolog程序的实验研究,分别取得了单向数据传输和双向数据传输的实验结果,实现了机器人分层任务规划的完整流程。研究方法具有一般性,可在不同工程应用、不同Prolog开发环境中扩展应用,特别适用于将C++作为平台、Prolog作为知识库与推理机子系统的软件系统中。     

基于领域驱动的测控任务评定系统设计与实现

随着航天技术的不断进步，尤其是近年来商业航天的快速发展，高密度航天发射成为常态，测控系统作为航天发射场的重要业务系统之一，该系统运行的能力与效率将极大影响航天发射任务执行的结果，因此有必要实施对测控任务过程的决策与评定研究。考虑到未来测控任务快速评定呈现少人化、通用化、自动化与智能化的发展趋势，提出了一种基于领域驱动设计的测控任务评定系统设计思想。通过深入分析测控任务评定业务，结合领域驱动设计和微服务架构特点，经过领域模型设计、微服务识别、微服务实现等步骤进行全系统设计。最后，结合典型航天发射测控任务场景，验证了本方案的可行性，为进一步提升我国测控任务评定效率提供了参考和思路。     

面向多机器人环境中动态异构任务的细粒度动作分配与调度方法

在多机器人环境中，具有不同能力的机器人相互协作以完成任务需求。现实情况下，这些任务动态发布，且具有不同的目标和紧急程度，因此需要为每个任务分解出的细粒度动作分配和调度合适的机器人来负责执行这些动作。现有的方法大多适用于静态和同构的任务分配场景，而针对动态异构任务的分配则大多采用独占式的分配策略，导致机器人频繁进入等待状态(即机器人处于被分配了任务到真正开始执行任务之间的闲置阶段)。由于任务存在不同的紧急程度和发布时间，这种分配方式将降低对更紧急任务的响应效率，同时导致更多的等待时间和更长的任务完成时间。针对该问题，提出了一种面向多机器人环境中动态异构任务的细粒度动作分配与调度方法。其中，分配与调度的对象是任务所分解出的细粒度的动作，且一个动作能够由机器人的一种能力承担。面对任务分解出的一组细粒度动作集合，本方法借鉴拍卖算法过程，根据机器人能力、状态及任务信息计算出机器人承担特定动作的最优分配方案。另外，在每一次新任务发布或某一机器人执行完动作时执行分配和调度过程，可以将处于普通任务等待状态的机器人调度至紧急任务，以保证紧急任务优先完成，且缩短机器人的总体等待时间。基于本方法，扩展实现了...     

自重构机器人系统中任务规划策略研究

在自重构多机器人系统中，机器人控制需要解决的关键问题是系统的任务规划和多机器人的协调控制。其中，任务规划是高层的组织与决策机制问题，指如何组织多个机器人共同完成任务，实现机器人系统资源的优化配置。本文通过建立一种多机器人系统的模型，结合集中规划的决策方法，实现自重构机器人系统任务规划的优化问题。仿真结果表明，该方法是可行的。