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01. 成果簡介 本成果涉及一種多模態觸覺感知裝置，屬于機器人傳感器技術領域。與人類相似，機器人感知外界環境最真實、穩定、便捷的方式便是通過機器人手觸摸，機器人手的感知能力決定了機器人是否能夠正確認知外界環境以及機器人的操作精度、成功率等。在新一代機器人手中，傳感裝置已逐漸趨于陣列化、多功能化和集成化。目前常見的觸覺傳感器有壓阻式、電容式、光電式等，它們都存在密度難以提高、電路處理復雜等問題。為了克服以上不足，近年出現了基于視覺的觸覺傳感裝置，具有結構簡單、信息豐富等優勢。目前基于視覺的觸感裝置仍存在性能提升空間。 本項目將感溫變色油墨材料應用于觸感裝置，感知機器人操作過程中的溫度[1]。同時提出一種基于微視覺的觸覺三維力檢測方法，通過采集觸覺接觸區域內彈性體的形變圖像的變化，采用一系列圖像處理方法，并且使用神經網絡擬合的技巧，定性并且定量的刻畫物理世界中的觸覺、滑覺等，從而提供了一種多模態觸覺感知裝置，可以得到三維接觸力、接觸物體表面的溫度及紋理等多種模態信息[2]。本裝置打破了傳統觸覺感知裝置單模態信息采集的現狀，可在同一感知裝置中集成受力、紋理、溫度等信息的測量，檢測觸覺、滑覺、壓覺三維接觸力，獲得高精度的接觸紋理信息，實現了多模態信息的測量，并將這些信息綜合到對一個物體的識別、抓取操作中，使機器人更加智能化、人性化。本裝置具有實時性好，檢測穩定，檢測誤差小，檢測精度高的優點。 圖1. 基于微視覺的多模態觸覺感知裝置結構圖圖2. 結合多模態觸感裝置的機械手02. 應用前景 本成果技術可應用于工業機器人、智能機器人、人機協作、醫療康復等領域，應用前景廣泛。03. 知識產權 本成果核心技術已申請發明專利3項。04. 團隊介紹 項目團隊致力于研究具備自主決策和學習能力的機器人操作技能學習系統。團隊包括孫富春、方斌、劉華平、宋亦旭四位教師，專注智能機器人靈巧精準操作研究，研制了擬人觸覺的傳感裝置、多模態穿戴交互裝置、殘疾人假肢靈巧手、仿人感知靈巧手和變剛度軟體手，在本領域發表論文40余篇，申請專利20余項，獲得IROS2016機器人靈巧操作比賽冠軍、IROS2017服務機器人操作比賽亞軍、WRC2016最佳科技創新獎等。同時團隊和河北清華發展研究院合作成立了人工智能及機器人研究中心，共同推動智能機器人的產業化發展。05. 合作方式 技術許可。06. 聯系方式 郵箱：liuyi2017@tsinghua.edu.cn， fangbin@tsinghua.edu.cn

研究意義1. 視覺感知是高鐵、自動駕駛車輛、無人航行器等自動化設備實現環境感知的重要手段。2. 對運動狀態下產生的圖像模糊進行復原是計算機視覺領域的重要研究內容。3. 運動模糊對于基于視覺的目標檢測算法的檢測能力具有顯著影響。 研究目標 本研究相機在直線運動狀態下前進速度與目標檢測算法在產 生的模糊圖像上檢測能力的關系。通過實驗進行具體關系的 研究與分析。對模糊圖像應用合適的去模糊算法，觀察并分 析去模糊后目標檢測能力的變化。

與高速飛行的飛機不同，微小型無人機體積小，重量輕，飛行速度低，更容易受到環境湍流的影響，需要高靈敏度的小型氣流傳感器提供全面的空氣動力學信息。如何讓微小型無人機像鳥類一樣感知和操縱氣流一直是航空和傳感器領域的難題。 面向微小型無人機的飛行參數測量，北航研發團隊研制出一種基于氧化釩的高靈敏度柔性流速傳感器，實現了0.11 mm/s和0.1°的超高流速和角度分辨力，實驗驗證了攻角、側滑角和空速的多參數感知能力，并完成了微小型無人機飛行速度以及機翼微振動的測量，為微小型無人機提供了低成本、高精度的大氣參數傳感方案。 該傳感器基于量熱式原理，由中心微加熱器產生恒定溫差，四周的熱敏電阻陣列測量溫度分布，根據熱敏電阻陣列測得的溫度差準確反映流速大小及方向。采用懸空型隔熱結構以及高電阻溫度系數材料氧化釩作為熱敏電阻以增大傳感器的測量靈敏度。在聚酰亞胺基底上通過MEMS工藝加工了總厚度90μm的超薄柔性流速傳感器，實現了微小型無人機的曲面貼附功能。經風洞測試，流速傳感器的理論分辨力達0.11 mm/s,流速測量重復精度約為測量值的0.5%，響應時間約為20ms。在10 m/s時，流速傳感器的最大角度靈敏度為36.7 mV/deg，噪音水平為1.78 mV，根據2σ準則計算出其理論角度分辨力為0.1°。 研究團隊已經完成流速傳感器工程化樣品的制備，并將兩個流速傳感器裝載到一個微小型無人機平臺上進行飛行參數感知應用。結果表明平均飛行速度的估計誤差低于0.2 m/s。由于流速傳感器的高靈敏度特性，它甚至捕捉到了機翼的微振動信息，并與外置IMU模塊顯示了相同的機翼振動頻率。這項研究展示了一種柔性高靈敏度流速傳感器，拓寬了流場感知在微小型無人機姿態檢測、空速估計以及飛行安全監測方面的應用，為無人機的飛行參數測量提供了創新的設計思路與發展前景。

Anter是以安全協作、自主運動、智能感知、行為決策為核心功能的多模態感知復合機器人。她開創了機器人協作、運動、感知決策的柔性工作模式，擺脫傳統機器人位置固定、任務固定的結構化環境工作方式，適用于科研教育、工業移動作業、物流分揀、倉儲管理、安防巡檢、醫療服務、智慧零售等領域。

XM-705F微觀腎臟解剖模型 ? XM-705F微觀腎臟解剖模型作微觀解剖，顯示腎臟縱切面、腎臟的皮質與髓質、腎葉的楔形結構、帶有短髓袢的腎單位以及血液供應。 尺寸：放大，26×19×23cm 材質：PVC材料

XM-705F微觀腎臟解剖模型 ? XM-705F微觀腎臟解剖模型作微觀解剖，顯示腎臟縱切面、腎臟的皮質與髓質、腎葉的楔形結構、帶有短髓袢的腎單位以及血液供應。 尺寸：放大，26×19×23cm 材質：PVC材料

KDN-380F自動定氮儀        KDN-380F自動定氮儀是根據經典凱氏法可以獨立進行氮含量測定的自動化儀器。本儀器的主要功能是作為凱氏定氮的蒸餾儀來使用，儀器自動加入設定好量的堿后開始自動蒸餾，蒸餾時間由操作者自行設定。蒸餾液被收集到一個接收瓶中用于下一步的滴定分析。廣泛應用于糧食、食品、飼料、土壤、肥料、水、沉淀物、化學品、乳制品、釀造、制糖、藥物、煤炭、橡膠等物質的粗蛋白質的分析測定。        本定氮儀也可用于其他類型的蒸餾如用于硫/氰/酚的分析，也可用于直接蒸餾法定氮。   產品特點： 機身采用工程ABS塑料，美觀大方，抗腐蝕永不生銹。 采用進口芯片集成電路控制系統，保證儀器的高品質高標準，數碼顯示加堿及蒸餾定時定量加注。 采用倒計時功能，可根據需要設定蒸餾時間，蒸餾結束報警提示。 加堿和蒸餾可單獨操作，相互不受影響，操作方便。 蒸汽發生器采用高靈敏度探針，穩定控制所需蒸餾水容量。 防濺管采用高性能耐酸堿材料一次性成型，保證了實驗的氣密性，且不易老化，延長了使用壽命。 自動記憶最后一次的參數設置，方便操作，且可以根據檢測需要，靈活調整。 易拉式玻璃安全門，簡單實用，提高了使用安全性。 節水功能設計，倡導綠色環保理念。 技術參數： 工作范圍 0.1mg～240mg氮 測定樣品重量 固體0.3～8.0g； 液體2.0～30.0ml 測試精度 相對差0.3% 重復性 平行差≤0.2% 蒸餾時間 5~8分鐘 回收率 ≥99.5％ 蒸餾能力 8~10樣品/小時 安全電壓 220（V）±10%；50HZ～60HZ 額定功率 1.3KW 外形尺寸 420x340x710（mm） 重量 17kg 售后服務承諾：在一定期限內，產品支持“三包”政策。產品質保兩年；終身免費維修；終身提供配件；售后來電1小時內解決故障問題，部分支持上門安裝調試維修產品24小時內解決。支持電話、網絡、視頻指導。

KDN-390F自動定氮儀        KDN-390F自動定氮儀是依據經典凱氏定氮法設計的樣品自動測氮蒸餾裝置，該儀器安裝、操作簡單；測量準確，使用安全、可靠、省時、省力；7寸彩屏操作，一鍵式啟動設計，自動化程度高。廣泛應用于糧食、食品、飼料、土壤、肥料、水、沉淀物、化學品、乳制品、釀造、制糖、藥物、煤炭、橡膠等物質的粗蛋白質的分析測定，是實驗室操作人員的理想工具。 本定氮儀也可用于其他類型的蒸餾如用于硫/氰/酚的分析，也可用于直接蒸餾法定氮。   產品特點： l機身采用工程ABS塑料，美觀大方，抗腐蝕永不生銹 l采用進口芯片集成電路控制系統，保證儀器的高品質高標準 l全新操作系統，7寸高清觸摸彩屏，人性化設計，程序簡單易懂，讓實驗操作人員輕松掌握 l全自動補水、加水，加堿、加酸、蒸餾功能一鍵完成，提供安全便捷的操作 l自動記憶最后一次的參數設置，方便操作，且可以根據檢測需要，靈活調整 l設啟動、暫停，緊急停止功能，實驗過程靈活掌控，以防突發情況 l工作方式：手自一體。自動模式下，一鍵式啟動；手動模式下，各功能可同時開啟，也可分開進行，互不干涉 l接收瓶托架升降系統，使用前或最后一分鐘會自動程序判斷，進行自動升降，運動過程平緩，安全可靠，更符合國標操作要求，確保測試結果準確無誤 l各程序設有故障報警提示及蒸餾結束自動停止報警功能，提高儀器使用安全及便捷性 l蒸汽發生器缺水與超溫雙重保護程序，防止缺水干燒，采用高靈敏度探針，穩定控制所需蒸餾水容量，提高使用安全系數 l蒸餾開始一分鐘內設計補堿開關，防止有些樣品加堿量過少，導致樣品報廢問題 l防濺管采用高性能耐酸堿材料一次性成型，保證了實驗的氣密性，且不易老化，延長了使用壽命 l易拉式玻璃安全門，簡單實用，提高了使用安全性 l節水功能設計，倡導綠色環保理念   技術參數： 工作范圍 0.1mg～240mg氮 測定樣品重量 固體0.3～8.0g； 液體2.0～30.0ml 測試精度 相對差0.3% 重復性 平行差≤0.2% 蒸餾時間 5~8分鐘 回收率 ≥99.5％ 蒸餾能力 8~10樣品/小時 操作系統 UI動態設計 顯示方式 7寸觸摸彩屏 工作方式 手自一體 安全電壓 220（V）±10%；50HZ～60HZ 額定功率 1.3KW 外形尺寸 375x400x765（mm） 重量 18kg   售后服務承諾：在一定期限內，產品支持“三包”政策。產品質保兩年；終身免費維修；終身提供配件；售后來電1小時內解決故障問題，部分支持上門安裝調試維修產品24小時內解決。支持電話、網絡、視頻指導。

該設備是培訓去毛刺機器人操作技巧的一個工作站，由六軸關節機器人本體、配置動力主軸高速浮動裝置、去毛刺工具，伺服變位機、二維視覺、控制系統組成的一套用于產品的修邊、去毛刺等功能的機器人工作站。有助于改善加工質量，提高生產質量。 本工作站按照企業應用要求，標準模塊化設計，通過學習去手刺機器人工作站結構，配置選型、控制原理，機器人視覺原理、PLC控制原理與編程、以及系統之間的通訊、各種材料去毛刺工藝分析、浮動裝置的原理、工裝設計原則、安全防護、I/O通訊、程序數據、程序編寫、硬件連接、通訊方式設定。

搬運機器人工作站由工業機器人，機器人搬運卡爪。料架，物料流水線組成的一套機器人搬運工作站。可單獨進行碼垛搬運應用，也可結合到其他應用類型工作站一起使用。 本工作站按照企業應用標準模塊化設計，通過學習去搬運機器人工作站結構、配置選型、控制原理、機器人碼垛原理，機器人選型、安全防護、I/O通訊、程序數據、程序編寫、硬件連接、通訊方式設定。掌握機器人編程操作、搬運應用、搬運工裝設計。可用于中高職院校的工業機器人基本應用和搬運碼垛的編程學習，也可做為本科院校機器人相關專業的二次開發和深度學習。