加拿大工程院院士張丹：“具身智能”或?qū)⒊蔀槊髂昕萍冀绲摹爸仡^戲”

原標(biāo)題：加拿大工程院院士張丹：“具身智能”或?qū)⒊蔀槊髂昕萍冀绲摹爸仡^戲”
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智能制造與機(jī)器人系統(tǒng)創(chuàng)新：張丹院士在網(wǎng)易未來公開課的演講精要

本文總結(jié)了加拿大工程院院士張丹教授在網(wǎng)易未來公開課上關(guān)于智能制造業(yè)中機(jī)器人系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計及應(yīng)用的演講要點(diǎn)。張丹教授預(yù)測，廣義并聯(lián)機(jī)器人與無人機(jī)、具身智能的結(jié)合將在2025年蓬勃發(fā)展，智能機(jī)器人將成為人類生活中不可或缺的一部分。

1. 傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)

張丹教授首先介紹了傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)器人的定義和設(shè)計過程，指出其優(yōu)點(diǎn)在于速度快、載荷大、精度高。然而，其缺點(diǎn)也十分明顯：工作空間小、加工時受力不均勻、適應(yīng)性差。這些缺點(diǎn)主要源于其剛性末端執(zhí)行器和腿部結(jié)構(gòu)的固有限制。

2. 廣義并聯(lián)機(jī)器人的創(chuàng)新設(shè)計

為了克服傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)器人的缺點(diǎn)，張丹教授團(tuán)隊提出了“廣義并聯(lián)機(jī)器人”的概念，并進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計。主要改進(jìn)包括：1. 將末端執(zhí)行器分割成可動部件，增大工作空間；2. 將腿部結(jié)構(gòu)耦合，改善剛度和消除奇異點(diǎn)；3. 將末端執(zhí)行器設(shè)計成可變形結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)適應(yīng)性。 這些改進(jìn)有效地擴(kuò)展了傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)器人的能力。

3. 串并聯(lián)機(jī)器人的融合

張丹教授團(tuán)隊還進(jìn)行了串聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)化的創(chuàng)新嘗試，將流行的串聯(lián)機(jī)器人（如Skyler和ABB機(jī)器人）改造成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在保留串聯(lián)機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)的同時，提升了精度、速度和載荷能力。 他們通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)和并聯(lián)機(jī)器人的優(yōu)勢互補(bǔ)。

4. 廣義并聯(lián)機(jī)器人與無人機(jī)的結(jié)合

演講的重點(diǎn)之一是將廣義并聯(lián)機(jī)器人與無人機(jī)技術(shù)相結(jié)合。團(tuán)隊研發(fā)了一種新型“manipulander”系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用廣義并聯(lián)機(jī)器人作為無人機(jī)的起落架和抓取機(jī)構(gòu)。通過人工智能姿態(tài)調(diào)整，該系統(tǒng)能夠使無人機(jī)在各種復(fù)雜地形（斜坡、臺階、不平整地面）上平穩(wěn)著陸，并實(shí)現(xiàn)空中抓取不同形狀物體的功能。這在軍事和救援領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

5. 其他應(yīng)用案例

張丹教授還介紹了其他應(yīng)用案例，例如利用廣義并聯(lián)機(jī)器人開發(fā)的煤礦救援機(jī)器人和多模態(tài)水陸空機(jī)器人，展示了廣義并聯(lián)機(jī)器人技術(shù)的廣泛應(yīng)用潛力。

總而言之，張丹教授的演講展示了機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新方向，并強(qiáng)調(diào)了廣義并聯(lián)機(jī)器人技術(shù)在智能制造和各個領(lǐng)域的巨大潛力。 通過巧妙的設(shè)計和人工智能的結(jié)合，機(jī)器人技術(shù)正朝著更加靈活、適應(yīng)性和智能化的方向發(fā)展。

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