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平行机器人与平行无人系统——智能无人载具的研究新进展

已有 2064 次阅读 2017-3-16 11:17 |系统分类:博客资讯

    随着机器人领域不断取得新进展,机器人日渐进入人们的日常生活,特别是无人机、无人车、无人船、无人潜航器等无人载具与人类的生活联系尤为密切。近年来,智能无人载具已初具规模,如何系统化地研制、测试和管理无人载具,如何控制、 优化、 协调无人系统,已成为一个引人关注的研究问题。

  由于无人载具多工作在实际复杂环境中,与人类的交互密切,运动速度较快,如若稍有不慎出现事故,不仅会造成财产损失或人身损害,还可能因此引发难以估量的社会问题。在复杂环境中,除了需要通过建立数学模型证明无人载具以及无人系统的性能指标,还必须通过实验进行检验与验证。然而,考虑到复杂系统的不可知与不可分性,以及无人载具本身具有价格昂贵、易损毁、易伤人等性质,在实际社会中实验测试无人系统必然受到法律与经济条件的约束,这也使得无人载具控制算法的学习与调参变得困难。

   为解决无人系统的学习、测试与管理问题,郑南宁院士和王飞跃研究员等提出一种基于ACP的智能机器人管理与控制方法,称为平行机器人,而用于管理平行机器人的平台称为平行无人系统。

     平行机器人是复杂系统建模与调控的ACP(Artificial societies,Computational experiments,and Parallel execution)理论在智能机器人领域的推广应用。平行机器人通过构建软件定义的机器人(SDR),与实际机器人相对应,实现机器人软件与硬件解耦、知识与行为分离。物理机器人根植于物理空间与网络空间,得益于机电技术、 控制技术、 传感技术、 物联网等技术,服务于工业自动化,可以执行在物理空间中移动、 搬运、 焊接等任务。软件机器人根植于网络空间、 交互社会空间,在机器学习、 人工智能、 云计算、 众包等技术的推动下,服务于知识自动化,可以执行搜索、推理、 决策、 优化、 交互等知识任务。

 


   平行系统是物理机器人、 软件机器人、 仿真系统、 物联网、 数据库、 广义的人工智能技术等相结合而成的机器人控制与管理系统。实际中,物理机器人与软件机器人应形成一一对应、 一多对应、 多一对应、 多多对应的组织结构。平行系统的系统流程图包括向交互的实际系统、人工系统、社会系统,以及知识自动化、学习与优化、可视化三个主要功能模块。

       平行机器人将成为机器人领域一个重要的研究方向,平行无人系统将成为管理与控制无人载具的重要应用方向。尤其是,平行机器人与知识自动化、深度学习相结合,将推动无人车、无人机、无人船发展并走向成熟。


文章信息白天翔, 王帅, 沈震, 曹东璞, 郑南宁, 王飞跃. 平行机器人与平行无人系统: 框架、结构、过程、平台及其应用. 自动化学报, 2017, 43(2): 161-175  

全文链接:http://html.rhhz.net/ZDHXBZWB/html/2017-2-161.htm



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