基于原型的AD辅助机器人视觉形象特征研究

目的 为满足老年阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者在居家条件下的认知刺激训练和日常护理需求,从原型理论角度探讨AD辅助机器人的视觉形象特征并进行设计实践。方法 根据原型的选择原则,确定原型样本并构建典型任务情景;通过意象词汇收集和添加关键帧截取动作参数的方式,分别获取原型的静态特征与动态特征;构建AD辅助机器人视觉形象特征变量层级,将原型特征映射至AD辅助机器人;根据映射结果对AD辅助机器人视觉形象进行创新设计。结论 基于原型理论和视觉形象特征层级,提出了构建AD辅助机器人视觉形象特征的设计方法,运用感性意象和特征变量的映射关系进行设计实践并得到验证,为实现老年AD患者居家养老的辅助机器人设计提供了有效参考和新方向。

社交辅助机器人在长期照护机构老年痴呆患者中应用的研究进展

老年痴呆是由神经系统退行性改变而引起的一种老年常见脑部病变〔1〕,临床特征以多种认知功能减退为主〔2〕,患者常表现为激动、抑郁和焦虑等行为或心理症状并伴随着自理能力下降,除临床药物治疗、早期康复老年痴呆,还需接受长期照护服务〔3〕。我国60岁及以上老人中约有1500万痴呆患者,已成为世界上痴呆人口最多的国家〔4〕。社交辅助机器人可以通过与患者进行沟通和互动,促进其积极情绪,提高社交参与度,减少孤独感,减缓认知状态的恶化〔5〕。本文将围绕着社交辅助机器人在长期照护机构延缓老年痴呆患者病情进展中的作用,当前面临问题及展望进行综述。

基于FAHP层次分析法羽毛球辅助机器人设计研究

目的 实现体育强国,要把体育健身和人民健康结合起来,本文通过SET模型进行产品设计必要性分析,方法 通过KJ模型调研并整理划分用户需求三级关键词,通过FAHP模型对用户需求进行量化处理和权重排序,通过QFD质量屋模型进行用户需求与产品功能结构转化,并对具体结构进行权重排序。结果 最终依据需求与结构权重排序设计一款针对羽毛球训练的辅助机器人。结论 整体上是通过用户需求与痛点的不断分级、量化、计算权重、转化功能、排序重要度的方式进行研究设计,切实解决用户痛点、满足用户需求、紧跟发展趋势、为羽毛球运动做辅助类、智能化产品服务革新。

一种基于路径规划智慧医疗辅助机器人的设计与分析

智慧医疗是智慧城市战略规划中一项重要的民生领域应用,随着国家加大对智慧医疗各领域的支持力度,推进智慧医疗体系建设,给智慧医疗机器人行业带来了新的发展机遇。为了适应新时代的发展和中国人口老龄化加剧现状,本文设计了一种基于STM51单片机的智能医疗辅助机器人,该机器人以STM51单片机为核心,多传感器相互融合而成,采用轮式驱动。该智慧医疗辅助机器人基于路径规划技术,利用北斗定位,可以实现自动测温,血压检测,配发药品及单据,医患可视化联通等功能。利用MATLAB对该系统的路径规划进行仿真分析,结果表明:该智慧医疗辅助机器人响应快,稳定性强,能够很好地实现预设功能,从而为推动医疗信息化的发展提供了一定的理论参考。

光伏电站维修智能辅助机器人的研发

50MW以上中大型光伏电站多置于自然采光条件好的废弃矿坑、不适合农林耕作的连片丘陵荒地、戈壁滩、荒漠等地貌地区。对于目前尚不成熟的光电生产技术,硬件设备的维修维护工作是电站生产的重要组成部分,而地貌复杂性给维修维护工作增加了若干额外难度。文章对荒漠条件下的维修智能辅助机器人进行研发,通过跟随控制技术和UWB-AOA定位系统的应用,使其具有智能生产属性。这些技术的应用让维修智能辅助机器人具有了自动跟随、定位两大亮点。自动跟随的维修智能辅助机器人,不仅可以提供现场维修物料的搬运,也具备了运输工具箱检修维护时使用的安全升降梯、移动测试站等功能。在模拟地图下可以实时定位及实现现场监控能力,实时向指挥中心汇报现场工作情况,实现维修生产过程的智能监管。本研发设备的应用,将会促进推广新能源智慧场站建设的进程[5]。

康复辅助机器人及其物理人机交互方法

面对中国社会快速老龄化现状和庞大的残疾人群,康复辅助机器人研究具有重要学术价值和广阔的应用前景.康复辅助机器人研究涉及神经科学、生物力学、机器人自动控制等领域知识,是机器人最具挑战性和最受关注的研究领域之一.与其他机器人不同,康复辅助机器人的作用对象是人,存在人与机器人的信息交流和能量交换,物理人机交互控制方法是其研究核心和关键技术.本文以神经康复机器人、穿戴式外骨骼、智能假肢等应用为例,介绍当前的研究现状,并重点介绍人体运动意图识别方法和交互控制方法等研究重点和难点.最后展望该领域的未来技术发展方向.

心脏动脉旁路手术中手术辅助机器人的模型跟随控制

为了使非体外循环心脏动脉旁路移植(CABG)手术中的手术辅助机器人能快速、准确地跟踪心脏表面手术点的运动,消除心脏与手术工具的相对运动,提出了心脏运动信号的自适应时变线性回归模型,将对心脏信号的跟踪问题转化为对心脏运动信号模型的运动跟随问题。应用卡尔曼滤波器动态估计手术辅助机器人系统的运动状态,并结合最优跟踪理论实现了基于心脏运动模型的随动跟踪控制。实验结果表明,与以往的相动运动消除算法相比,运用模型跟随控制算法的机器人系统能将相对运动消除能力提高30%,跟踪误差减小0.25mm。因此,基于心脏运动自适应模型跟随算法能够进一步消除CAGB心脏手术中的相对运动,大大减小了动态跟踪误差。

微创血管介入手术导管辅助机器人自整定模糊PID控制

传统的微创血管介入手术,医生长时间遭受大量射线的辐射,会对医生造成一定的损伤。而用手术机器人代替医生操作导管能够克服上述缺点。为此,针对微创血管介入手术导管辅助机器人系统,首先运用D-H法建立了导管运动学模型,以便获得导管近端到导管末端的运动传递关系,接着选择无刷直流电机作为机器人关节执行器,采用自整定模糊PID控制方法来适应血管介入手术过程中系统参数变化及不确定性因素的影响,实现从端辅助机器人精确快速地跟踪主手的控制指令,进而提高系统的控制精度。仿真结果表明,与传统PID控制相比,自整定模糊PID控制方法能够快速跟踪系统的指令,使系统的跟踪误差减小到0.3mm以下。

折弯辅助机器人的设计及动力学仿真

从自动化折弯工艺出发,设计了B20型六轴直角坐标折弯机器人整机结构,并在多体动力学分析软件中对系统进行建模,完成了运动学仿真,获得了Y、Z、A轴的速度、加速度曲线,为具体的结构设计和运动控制提供依据。

一种CABG手术辅助机器人运动补偿方法研究

针对非体外循环心脏动脉旁路移植手术中辅助机器人的运动控制问题,提出基于多测量耦合模型的多步预测控制算法,该算法增加了加速度测量并采用卡尔曼滤波器作为状态观测器进行信息融合处理,增强了对机器人运动状态的估计,进而提高心脏运动信号的跟踪性能。同时超前的N步预测增加了系统的带宽。实验结果表明,使用了耦合模型的多传感器信息融合多步预测控制算法的机器人系统将跟踪相对运动误差减小了20%。

智能输液辅助机器人创新设计研究

医疗机器人的研发在我国现阶段还处于初期状态,智能输液辅助机器人可以看作是医疗机器人细分市场的一种护理类产品,其作用是提升患者在输液医疗过程中的用户体验,避免了传统输液方式的诸多不便,如独立行动困难,需要陪护人员协助看护,容易造成回血、无法自动停液等情况,其通过搭载不同功能的智能模块,如智能跟踪模块、自动预警模块、显示及控速模块、保暖加固模块等,全面提高输液的安全性、精确性、效率性和宜人性。国内外此类护理机器人的研发都还处于非常初期的阶段,未来将有巨大的市场发展潜力,并能创造较高的社会价值。

一种新型医疗辅助机器人的研究与分析

超声引导下的肿瘤热消融治疗操作对定位精度要求较高,同时手术器械相对单一、器械运动轨迹相对简单,适合于机器人应用;文中的医疗辅助机器人系统共有7个自由度,由于采用了轻量化技术,体积小、质量轻、定位精度高。因此,除了可以让手术变得更加的科学与可控外,还可以提高手术的稳定性与定位精度,增加医生的操作范围。适合在临床上进行广泛应用。

面向半失能老人的移动辅助机器人设计与实验

为解决由于下肢肌力衰退、骨关节疾病、心脑血管疾病、脊髓损伤等导致的半失能老人下肢运动功能障碍问题(如无法独立完成行走、站立、坐下等基本生活动作),提出了一种具有辅助行走、辅助落座、辅助搬移功能的移动辅助机器人结构设计方案。针对人体尺寸分布规律,对结构部件进行了尺寸计算。为保证机构具有足够的结构强度,对关键部件进行了有限元仿真分析。在此基础上,建立了人-机耦合系统模型,完成了人-机耦合情况下的运动学仿真。提出了移动辅助机器人硬件系统设计方案,搭建了电气系统连接,完成了硬件电路设计。为验证理论成果的正确性,加工了实验样机,进行了相关实验。

基于原型特征的阿尔茨海默症辅助机器人形象特征构建

阿尔茨海默症老年人总人数在逐年增加,早介入认知刺激训练能够改善患者脑功能,可以增强老年人的语言处理和表达能力,从而达到延缓脑部衰老的目的。因此本文针对阿尔茨海默症机器人,运用原型特征提取法,探讨阿尔茨海默症辅助机器人形象特征构建的流程。希望还原认知刺激活动训练师带领阿尔茨海默症老年人进行“认知刺激”时的真实感受,给阿尔茨海默症老年人更加人性化的体验。

简易可折叠辅助机器人结构设计及运动分析

本文设计一种新型履带式辅助机器人,该机器人配有简易可折叠式座椅,集坐、站、扶三种辅助方式为一体,便于老年人进行日常活动;同时带有生理参数采集系统,可实现日常健康监护.通过对该机器人进行运动学建模、稳定性分析及仿真,结果证明本文设计的辅助机器人具有较强的稳定性,为以后更好地对机器人进行控制提供了理论上的支持.

一种辅助踝髋关节的柔性可穿戴步行辅助机器人的设计与分析

针对传统的外骨骼机器人存在的柔顺性差、穿戴舒适性差等问题,设计了一种可以为踝髋关节提供辅助的可穿戴机器人.该机器人由踝关节驱动系统、髋关节驱动系统、传递系统和绑带系统组成.通过对踝髋关节的受力分析表明,在穿戴者步态周期的0%~60%范围内该机器人可以为踝关节和髋关节提供约200N和222N的峰值力,进而可以为穿戴者的脚踝弯曲和髋关节伸展提供帮助.该研究成果可为外骨骼步行辅助机器人的设计提供理论依据.

轮椅型康复辅助机器人设计分析

文章根据老年人以及残疾人的生理和心理特征,结合现代医学新模式和康复医学健康新概念,为缓解养老、生活辅助和康复治疗等现状提供部分技术手段,以医疗领域的康复用具为导入,对轮椅型康复辅助机器人的研究现状、功能设计及可行性进行分析,以期为相关产品设计研究提供借鉴。

焊接辅助机器具与焊口质量和效率的关系

在火力发电厂锅炉受热面管道检修更换中，改进原始的手工操作工艺，普及采用焊接辅助机器具，是保证焊接质量和提高工作效率的有效途径。

近两年我国印刷及印刷辅助机器零件对比分析

我国进口印刷及印刷辅助机器零件主要包括以下几方面:①进口印刷机中需要进口一些零备件,易损件;②在国产零配件质量无法满足要求的情况下会采用一些进口的零配件;③为维持自己客户机器的正常运转而进口一些客户需要的零备件,易损件;④以印刷及印刷用辅助机器零件名义进来的二手印刷机.

数字的背后——我国印刷及印刷用辅助机器零件进口浅析

据印刷技术杂志社统计,2002年,我国18项印刷机械产品的进口总额达1124023451美元。这一数据在《中国印刷业年度报告》上公布后,引起业内很多人的关注。更有一些二手机的经销商纷纷来电询问是否有国内进口二手机的统计数据。经过调查、询问,看来难以找到准确的二手机进口数据。但我们发现,在2001年、2002年连续两年的印刷机进口数据统计中。