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智能机器人论文数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务，包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。 数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现，包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。从现在的发展来看，外部的通信主要通过宽带接入。intenet，而家庭内部的通信，笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。 传统的数字化家庭采用pc进行总体控制，缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人，将此智能机器人视作家庭成员，通过它实现对数字化家庭的控制。 本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计，在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低，功能较为全面，扩展应用非常广阔，具有极大的市场潜力。2 智能机器人的总体设计2．1 智能机器人的多传感器系统 机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1]，统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用，可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能；给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件，再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。2．2 智能机器人控制系统 机器人控制系统包含2部分：一是上位机，一般采用pc，它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务；二是下位机，一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件，完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。 如果采用多单片机系统作为下位机，每个处理器完成单一任务，通过信息交换和相互协调完成总体系统功能，但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理，而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别，所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。 控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件，由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成，控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动，转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。(2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块，实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。(3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务，采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。(4)由于tms320c54x只有1个串行口，而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信，所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通；当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时，关断上次无线通信模块的选通，同时选通该次传感器模块。这样，各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务：(1)医疗监护通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测，通过机器人的处理系统提供本地结果。(2)远程诊断和会诊通过机器人的视觉和听觉等感觉功能，将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心，由医疗中心的专家进行远程监控，结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊，即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。3．1机器人视觉与视频信号的传输机器人采集的视频信号有2种作用：提供机器人视觉；将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程：(1)图像获取。通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。(2)图像处理。图像到图像的变换，如特征提取。(3)图像理解。在处理的基础上给出环境描述。通过视频信号的传输，远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像，有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中，对于图像传送有2种不同条件的需求：(1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时，需要传送静态高清晰度彩色图像；采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。(2)医生借助动态画面查看家庭成员的身体移动能力时，可以传送分辨率较低和尺寸较小的图像，采用的方法是进行合理的压缩和恢复以保证实时性。3．2机器人听觉与音频信号的传输机器人采集的音频信号也有2种作用：一是提供机器人听觉；二是借助于音频信号，家庭成员可以和医生进行沟通，医生可以了解家庭成员的健康状况和心态。音频信号的传输为医生对家庭成员进行医疗保健提供了语言交流的途径。 机器人听觉是语音识别技术，医疗保健智能机器人带有各种声交互系统，能够按照家庭成员的命令进行医疗测试和监护，还可以按照家庭成员的命令做家务、控制数字化家电和照看病人等。 声音的获取采用多个立体麦克风。由于声音的频率范围大约是300hz一3400hz，过高或过低频率的声音在一般情况下是不需要传输的，所以只用传送频率范围在1000hz-3000hz的声音，医生和家庭成员就可以进行正常的交流，从而可以降低传输音频信号所占用的带宽，再采用合适的通信音频压缩协议即可满足实时音频的要求。智能机器人的听觉系统如图3所示。3．3各项生理信息的采集与传输 传统检测设备通过有线方式连到人体上进行生理信息的采集，各种连线容易使病人心情紧张，从而导致检测到的数据不准确。使用蓝牙技术可以很好地解决这个问题，带有蓝牙模块的医疗微型传感器安置在家庭成员身上，尽量使其不对人体正常活动产生干扰，再通过蓝牙技术将采集的数据传输到接收设备并对其进行处理。 在智能机器人上安装1个带有蓝牙模块的探测器作为接收设备，各种医疗传感器将采集到的生理信息数据通过蓝牙模块传输到探测器，探测器有2种工作方式：一是将数据交给智能机器人处理，提供本地结果；二是与internet连接(也可以通过gsm无线模块直接发回)，通过将数据传输到远程医疗中心，达到医疗保健与远程监护的目的。视频和音频数据的传输也采用这种方式。智能机器人的数据传输系统如图4所示。4 蓝牙模块的应用4．1蓝牙技术概况 蓝牙技术[4]是用于替代电缆或连线的短距离无线通信技术。它的载波选用全球公用的2．4ghz(实际射频通道为f=2402 k×1mhz，k=0，1，2，…，78)ism频带，并采用跳频方式来扩展频带，跳频速率为1600跳/s。可得到79个1mhz带宽的信道。蓝牙设备采用gfsk调制技术，通信速率为1mbit/s，实际有效速率最高可达721kbit/s，通信距离为10m，发射功率为1mw；当发射功率为100mw时，通信距离可达100m，可以满足数字化家庭的需要。4．2蓝牙模块 rokl01007型蓝牙模块[5]是爱立信公司推出的适合于短距离通信的无线基带模块。它的集成度高、功耗小(射频功率为1mw)，支持所有的蓝牙协议，可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中。该模块包括基带控制器、无线收发器、闪存、电源管理模块和时钟5个功能模块，可提供高至hci(主机控制接口)层的功能。单个蓝牙模块的结构如图5所示。4．3主，从设备硬件组成 蓝牙技术支持点到点ppp(point-t0-point pro-tocol)和点对多点的通信，用无线方式将若干蓝牙设备连接成1个微微网[6]。每个微微网由1个主设备(master)和若干个从设备(slave)组成，从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作，mac地址用3位来表示，即在1个微微网内可寻址8个设备(互联的设备数量实际是没有限制的，只不过在同一时刻只能激活8个，其中1个为主，7个为从)。从设备受控于主设备。所有设备单元均采用同一跳频序列。 将带有蓝牙模块的微型医疗传感器作为从设备，将智能机器人上的带有蓝牙模块的探测器作为主设备。主从设备的硬件主要包括天线单元、功率放大模块、蓝牙模块、嵌入式微处理器系统、接口电路及一些辅助电路。主设备是整个蓝牙的核心部分，要完成各种不同通信协议之间的转换和信息共享，以及同外部通信之间的数据交换功能，同时还负责对各个从设备的管理和控制。5 结束语 随着社会的进步，经济的发展和人民生活水平的提高，越来越多的人需要家庭医疗保健服务。文中提出的应用于数字化家庭医疗保健服务的智能机器人系统的功能较为全面，且在家用智能机器人、基于蓝牙技术的智能家居和数字化医院等方面的拓展应用非常广阔，具有极大的市场潜力。
机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。英格伯格在大学攻读伺服理论，这是一种研究运动机构如何才能更好地跟踪控制信号的理论。德沃尔曾于1946年发明了一种系统，可以“重演”所记录的机器的运动。1954年,德沃尔又获得可编程机械手专利，这种机械手臂按程序进行工作，可以根据不同的工作需要编制不同的程序，因此具有通用性和灵活性，英格伯格和德沃尔都在研究机器人，认为汽车工业最适于用机器人干活，因为是用重型机器进行工作，生产过程较为固定。1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。机器人分类机器人的分类关于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。一般的分类方式：示教再现型机器人通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。数控型机器人不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。感觉控制型机器人利用传感器获取的信息控制机器人的动作。适应控制型机器人机器人能适应环境的变化，控制其自身的行动。学习控制型机器人机器人能“体会”工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。智能机器人以人工智能决定其行动的机器人。我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和我国的分类是一致的。"机器人"最终是机器还是人？机器人会不会全面超越人类，机器人会不会成为人类的颠覆者，机器人科学的发展对人类是祸还是福？这些问题早已超越了机器人科学工作者思考的范畴。随着机器人科学的发展，有关伦理的、社会的、哲学的思考越来越多。虽然现在机器人都还只是工具，但我们不能永远把机器人简单地当作是一种工具，因为他有其他工具所不具备的人类特征：智能性。或许有一天，人类必须思考："没有机器人，人将变为机器；有了机器人，人仍然是主人"这句话是不是仍然可以说得那么理直气壮。是时候对机器人问题展开全面的哲学思考了！一、机器人会成为生物吗？关于机器人的定义，现在还没有准确的说法。不过，从现有的机器人来看，机器人肯定还只是机器。现有的机器人都只是仿人的机器。比如说，汽车生产流水线上的焊接机器人，它虽然可以比人还有效率，但它终究还是个机器，就跟洗衣机或是电风扇一样，代替了人们某些方面的工作。按照恩格斯的说法，工具就是人的某种器官的延伸。现有的机器人也只是人的某种或某几种器官的延伸，因而也只是工具。不管人的定义是怎样的，起码有一点是肯定的，人首先是生物，这是人之所以成其为人的物质基础。机器人会不会是生物呢？现有的机器人大都是金属、导线和硅晶体的产物，肯定不是生物，以后的机器人会不会是呢？我们现在无从判断。从物质成份上来说，人体所包含的元素、比例、结构方式等或许有一天都可以被复制。不过，我想，有一个问题是，即使人工可以制造出肌肉、神经、骨骼、血液、皮毛等，但是不是可以把这些东西组合在一起成为一个人呢？这首先是一个问题。在这方面，灵长的猿猴最接近，猪狗、虫鱼甚至花草都比机器人更接近人。克隆人当然是生物，但克隆人还是有人类母体的，他具有母体的基因特征。我们所讨论的机器人，显然不应该具有人类母体的基因等特征，否则，将会在伦理上陷入与克隆人同样的困境。克隆人，不在我们要讨论的机器人范畴内，机器人也绝对不能通过对人类克隆的方式来制造。二、机器人会在综合能力上超过人吗？不过，即使是现有的科技水平还比较低下的机器人，也与螺丝刀等纯粹意义上的工具有着本质区别。因为机器人首先必须是有智能的，他的任何行动都是需要经过其"大脑"进行信息加工后做出的，这就具有了显著的人类特征。如果我们能把电脑的运算过程也看作是一种思维的话，机器人在很大程度上就像人一样，做事是经过了脑子的，而螺丝刀显然是没有脑子的。智能性，是机器人与普通工具最大的区别。还有一个不容忽视的地方，现有的机器人即使也只是一种工具，但他与普通工具不同的地方是，机器人不是人类某几种器官的简单延伸，从其设计原理上说，机器人从思维到做出反应的方式上是完全仿人的。谁也不知道，随着机器人科技的发展，机器人会不会完全具有人的所有能力？如果真有那么一天的话，机器人即使不是生物，比如说他的思维载体仍是集成电路而不是生物神经元，他的外部器官仍是金属、橡胶等，那又有什么关系呢？从单个器官的能力来说，机器人肯定是要超过人类的，比如说电脑智力具有可延续性、可集中性、可输入性、思维的高速度等特性，机械手可以在非常恶劣的环境下工作。人类之所以能够控制机器人，非常重要的一点就在于人类没有或者说还没能力赋予机器人全面的能力，人类的综合能力还是要强于机器人的。例如，电脑再发达，但是在没有外部器官去实现其思维的时候也是白搭。但是如果机器人具有了人类的全面能力，甚至在综合能力上超过人类，事情就会变得非常复杂了。三、机器人会有感情吗？如果机器人的综合能力超过了人类，后果会怎么样呢？阿西莫夫提出了机器人忠于人类的三大定律（1.机器人绝不能伤害任何真人。2.机器仍要服从人的指挥。除非违反第一定律。3.绝不能伤害自己，除非违反第一.二定律。）但里面有一个关键问题值得探讨：机器人会不会有自主意识？如果机器人没有自主意识，能力再强也仍然只是忠顺的奴仆，对于完全忠顺的奴仆，我们是不用害怕他的能力的，能力越强对主人越有用。但是如果机器人有自主意识，那么能力强就将是一件非常危险的事情了。要有自主意识，首要的一点是要有感情，或者说，要有欲望，例如，求生欲、占有欲、统治欲等。阿西莫夫在《我，机器人》中并没有探讨这个问题，而是把机器人的感情和欲望当作整部小说展开的前提。感情和欲望在生物界中是一种本能，这种本能不是靠思维来完成的，例如刚出生的婴儿就会吃奶，就有求生欲。机器人没有这些生物基因，光靠思维是不是就会产生感情和欲望呢？这些还有待科学去进一步解决。大家不会忘记的是，1985年，前苏联国际象棋冠军古德柯夫在与机器人棋手下棋时，被机器人释放在金属棋盘上的强大电流击毙。对此，有人猜测是因为机器人棋手连输三局，恼羞成怒所采取的报复举动。不过，这种说法并不一定成立。据日本邮政和电信部门组织的一个研究小组的研究显示，专家认为，机器人发生事故的原因不外乎3种：1，硬件系统故障；2，软件系统故障；3，电磁波的干扰。四、机器人能进行自我繁殖吗？机器人的寿命或许要比人类长，综合能力超过人类的机器人在遇到故障的时候要进行自我修复也许也只是小CASE，但任何东西都不可能长生不老，机器人也不能例外。在这方面，人有一个作为生物的基本优势，那就是具有自我繁殖的能力，可以通过繁殖下一代进行种群延续。这是生物的本能，机器人就算在综合能力上强过人类，但在这方面却没有任何优势可言。机器人会有自我繁殖能力吗？这里面所说的自我繁殖能力，显然不是指那种由人类控制的，完全由机器人操作的机器人工厂的生产方式，在这种复制或者说繁殖的过程中起主导作用的仍然是人。我们要说的是机器人具有的不受外来因素控制的繁殖能力。有报道说英国人工智能和机器人权威专家安东尼·王尔德博士自称有一种名为SRBAs("自我复制战斗机器人"的缩写)的新型机器人样机正在研制中，这种机器人内置了可以进行自我复制的程序。据称，只需造出这种"雌""雄"机器人各一具，他们就可以迅速开始复制下一代。这种机器人在复制前需要"交配"，"雌雄"机器人通过胸部来进行复制程序的对接，30分钟后"雌"体机器人就可以把一个球状的复制机器人从体内弹射出来，在一周内新的机器人便发育成熟。这一过程实际上是由机器人体内无数微型机器人所完成的，它们的功能类似单细胞器官，但是效率惊人。每个"雌"体机器人一天可以"产"下12个新机器人，而且它们的"交配"根本不需要感情因素介入。而且，机器人之间的"交配"是非常冷静的过程，"就像插入一把车钥匙一样"。雌雄交配并产生后一代，是生物所特有的有性生殖方式，现有的机器人根本就不是生物，靠一个自我复制程序就能解决吗？且不说别的，他们进行繁殖的物质基础在哪里呢？报道说是靠机器人体内的微型机器人来完成，那也就是说在造这两个机器人的时候已经在其体内植入了微型机器人，但植入的微型机器人本身就是人类制造的，只不过把这两个机器人当作一种生产工具罢了。如果说是这两个机器人具有自动产生微型机器人的能力，那么我想知道的是，产生这些微型机器人的物质基础又在哪里呢？我们知道，构成机器人的材料诸如金属、橡胶、硅晶体等物质并不像生物机体那样具有可生长性，除非是这两个机器人把自己体内的物质分给这些微型机器人，但这种物质分割能称之为繁殖吗？否则，连基本的物质守衡定理都违反了，可能吗？还有一个疑点，他们生产出来的小机器人又是怎么一个生长发育法呢？难道这些机器人也具备了生物机体一样的生长性吗？五、机器人会有想像力吗？人类的发展进步，想像力是最基本的进步源动力。想像力向来是人类智力最重要的部分，因为它决定信息组合和构造的各种可能性。有限的信息被输入人类个体时，人们使用想像力从这些信息推得世界的全貌。当天马行空的想像力运行的时候，一切事物的细微联系被挖掘出来，一切信息组合的方式被一一考察，一切新知识从不可能处冒出来，想像力令人类智力可以向无限拓展延伸，也使天才与平庸最重要的区别。正是因为追求梦想的实现，人类才有了前进的方向和进步的动力，如果没有想像力，人类也许还住在山洞里与蛇蝎为伍。那么，机器人会具有想像力吗？或者换一个更容易为大家所接受的问题：机器人会做梦吗？关于做梦的物质基础，现在还没谁能够说的清楚，但起码有一点我想是可以肯定的，现有的电脑的这种严格的逻辑运算方式是产生不了想像力的，也是肯定不会做梦的。今后会不会产生会做梦的电脑？谁也不知道。如果不能的话，机器人的能力再强大，也只不过是对现有的东西进行补充完善而已。换句通俗的话说，补锅匠的手艺再好，也做不出电饭锅来。如果机器人没有想像力，那么就算能够自我繁殖，也只不过是一种简单的自我复制罢了，这个群体永远无法进化。所以，我们可以乐观地说："当机器人变得比人类更能干的时候，最少，我们有梦想！"而这，就是人类控制机器人的钥匙。 机器人知识 机器人技术基础 机器人的知识 有关机器人的知识 焊接机器人知识 机器人知识英文版 百科知识库机器人 机器人 机器人总动员 纳米机器人
科技 战略
法国公布国防领域人工智能发展计划投资重点
德国波恩大学发布《5G与地缘政治及全球竞赛》报告
据学术plus 5月29日消息，德国波恩大学全球研究中心（CGS）发布《5G与地缘政治及全球竞赛》报告。报告全面分析了全球5G发展与竞争现状，并从地缘政治和大国竞争的视角对5G技术进行了探究。报告主要内容包括世界各主要国家的5G战略、5G知识产权领导者、5G标准竞争、5G市场垄断、地缘政治压力下的运营商等。
国际电气与电子工程师协会IEEE禁止华为员工作为旗下期刊杂志的编辑和审稿人
据量子位5月29日消息，国际电气与电子工程师协会IEEE发布内部邮件，将禁止华为员工作为旗下期刊杂志的编辑和审稿人。邮件中称，由于美国商务部将华为列入黑名单，根据IEEE FAQ文档第12项，IEEE不能使用华为员工作为期刊的同行评审过程的审稿人或编辑，以避免可能产生的严重法律影响。华为员工可以留在编辑委员会，只是不能处理任何文件，直到该公司从商务部黑名单中删除。分析认为，华为相关的投稿、文章、会议赞助，以及分支协会职务，可能都会受到关联影响。
信息
美国空军与麻省理工学院合作开展人工智能研究
据国防 科技 信息网5月28日消息，美国空军部长希瑟·威尔逊近期宣布与麻省理工学院签订合同，重点是通过计算智能、推理、决策、自主和相关 社会 影响的基础研究来加速人工智能技术。美空军计划与麻省理工学院建立五十年的合作关系，每年投资约1500万美元。根据协议，将选中11名美国空军飞行员参与研发团队，该团队旨在为“实际的国家安全挑战”提供实用的人工智能解决方案。研究团队将致力于多个AI项目，如决策支持、维护和后勤、人才管理、医疗准备、态势感知、商务和救灾。
联发 科技 推全新5G芯片，首批应用终端将在2020年一季度问市
据Techweb网站5月29日消息，联发科在台北国际电脑展上发布采用7nm工艺制造的全新5G移动平台。该款5G移动平台适用于5G独立与非独立（SA/NSA）组网架构Sub-6GHz频段，支持从2G到4G各代连接技术，以便现有网络在全球5G逐步完成布署之前仍可接入。联发 科技 5G移动平台将于2019年第三季度向主要客户送样, 首批搭载该移动平台的5G终端最快将在2020年第一季度问市。
生物
美国科学家团队利用纳米孔测序技术开发出高效的转基因插入位点分析方法
据基因农业网5月28日消息，美国内布拉斯加大学林肯分校的研究团队利用纳米孔测序技术开发了一个高效的转基因插入位点分析方法。利用该方法，研究人员仅用一周时间就获得了所有51个大豆转化体的转座子基因Ds插入位置。该方法具有通量高、操作简便、成本低、数据可靠等优势，将成为分析转基因插入位点的高效工具。相关研究成果发表于《实验植物学杂志》。
海洋
美海军购买Aquabotix公司SwarmDiver无人潜航器
据国防 科技 信息网5月29日消息，水下机器人公司Aquabotix与美海军签订一份价值约15万美元的合同，向其出售SwarmDiver无人潜航器（UUV），并提供训练和测试服务。SwarmDiver长7.5米，重1.7千克，可下潜至水深50米处，速度可达4.3节（约2.2米/秒），可自主航行2.5小时。该无人潜航器将主要执行侦察、反水雷及创造安全边界等3类任务。
荷兰船企联手合作选定9艘船开展甲醇燃料研究
据国际船舶网5月29日消息，荷兰多家船企合作进行的甲醇燃料研究项目Green Maritime Methanol近日已选择了9艘船，开展可再生甲醇作为船舶燃料的可行性研究。该项研究将先从确定甲醇燃料系统的安装启用和使用成本开始，其研究结果将与低硫船用柴油进行比较。项目参与方希望通过此次研究在联盟内部分享和交流知识，以进一步开发甲醇，使其作为海事部门的运输燃料。
航空
法国达索公司“猎鹰”6X公务机完成关键设计评审，拟于2022年交付
据民机战略观察5月29日消息，法国达索航空公司已完成新型超宽体双发喷气公务机“猎鹰”6X的关键设计评审，并开始主要部件的制造。猎鹰”6X采用了同级别公务机中最大的客舱截面，具有最安静和最舒适的客舱，最大航程5500海里(约10186公里)。预计，“猎鹰”6X将于2020年初完成首架飞机总装和下线，2021年首飞，2022年开始交付。
俄罗斯计划将“宝石”超声速巡航导弹升级为高超声速武器
据国防 科技 信息网5月29日消息，俄罗斯战术导弹公司械制造研究和生产协会透露，俄武器部队的“宝石”超声速巡航导弹将通过增大射程和提高速度升级为高超声速导弹。机械制造研究和生产协会是“宝石”超声速反舰导弹的研制单位，也是“锆石”高超声速导弹的主要承包商。
新材料
英国巴斯大学将防水的石墨涂层应用于钙钛矿太阳能电池，有望推动氢燃料的高效生产
据新材料在线5月29日消息，英国巴斯大学研究人员将一种新型石墨涂层应用于钙钛矿太阳能电池，使其具有防水功能，希望未来能够用这种电池生产清洁的氢燃料。钙钛矿太阳能具有制造成本低、生产工艺简单、光电转化效率高等优点，但在水中工作时很不稳定，限制了其在氢燃料生产领域的应用。研究人员采用商用的导热石墨片和介孔碳支架，封装金属卤化物钙钛矿（CsPbBr3），作为高效廉价的太阳能电池防水方法。测试结果表明，涂覆石墨涂层的钙钛矿太阳能电池具有良好的防水效果，并且保持了一定的光电转化效率。该研究有望推动氢燃料的高效、低成本生产。
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由国际技术经济研究所整编
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研究所简介
国际技术经济研究所（IITE）成立于1985年11月，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构，主要职能是研究我国经济、 科技 社会 发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题，跟踪和分析世界 科技 、经济发展态势，为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号，致力于向公众传递前沿技术资讯和 科技 创新洞见。
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这就意味着我国在深海探索方面又取得了技术上的突破吧，真的是振奋人心的好消息。
科学论文是为了培养我们具有综合运用所学知识解决实际问题的能力，而论文格式使行文简练、版面美观。下面是我为大家精心推荐的全国青少年科技创新大赛科技论文格式，希望能够对您有所帮助。 全国青少年科技创新大赛科技论文格式 1 题目是科技论文的中心和总纲。 要求准确恰当、简明扼要、醒目规范、便于检索。一篇论文题目不要超出20个字。用小2号黑体加粗，居中。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 2 署名 署名表示论文作者声明对论文拥有著作权、愿意文责自负，同时便于读者与作者联系。署名包括工作单位及联系方式。工作单位应写全称并包括所在城市名称及邮政编码，有时为进行文献分析，要求作者提供性别、出生年月、职务职称、电话号码、e-mail等信息。 用小4号宋体 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 3 摘要 摘要是对论文的内容不加注释和评论的简短陈述，是文章内容的高度概括。主要内容包括： 1)该项研究工作的内容、目的及其重要性。 2)所使用的实验方法。 3)总结研究成果，突出作者的新见解。 4)研究结论及其意义。 中文摘要200字左右，中文名称的“内容摘要”用小2号黑体加粗，居中，其内容另起一行用小4号宋体(1.5倍行距)，每段起首空两格，回行顶格。 英文“内容提要”项目名称规定为“Abstract”， 用小2号Times New Roman字体加粗，居中，其内容另起一行用小4号Times New Roman 字体，标点符号用英文形式。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 4 关键词 关键词是为了满足文献标引或检索工作的需要而从论文中萃取出的、表示全文主题内容信息条目的单词、词组或术语，一般列出3～8个。 有英文摘要的论文，应在英文摘要的下方著录与中文关键词相对应的英文关键词(key words )。 中文名称的 “关键词” 另起一行用小4号黑体加粗，内容用小4号黑体，一般不超过8个词，词间空一格。 英文“关键词” 另起一行， 项目名称规定为“Key words”，用小4号Times New Roman 字体加粗，顶格，其内容接“Key words”后空一格，用小4号Times New Roman字体加粗，词间用分号“;”隔开。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 5 引言 引言又称前言、导言、序言、绪论，它是一篇科技论文的开场白，由它引出文章，所以写在正文之前。引言也叫绪言、绪论。 引言的写作要求 (l)引言应言简意赅，内容不得繁琐，文字不可冗长，应能对读者产生吸引力。学术论文的引言根据论文篇幅的大小和内容的多少而定，一般为200～600字，短则可不足100字，长则可达1000字左右。 (2)比较短的论文可不单列“引言”一节，在论文正文前只写一小段文字即可起到引言的效用。 (3)引言不可与摘要雷同，不要写成摘要的注释。一般教科书中有的知识，在引言中不必赘述。 (4)学位论文为了需要反映出作者确已掌握了坚实的理论基础和系统的专门知识，具有开阔的科研视野，对研究方案作了充分论证，因此，有关于历史回顾和前人工作的综合评述，以及理论分析等，则可将引言单独写成一章，用足够的文字详细加以叙述。 (5)引言的目的应是向读者提供足够的背景知识，不要给读者悬念。作者在引言里不必对自己的研究工作或自己的能力过于表示谦意，但也不能自吹自擂，抬高自己，贬低别人。 引言的格式要求 项目名称用小2号黑体加粗，居中;内容另起一行用小4号宋体。每段起首空两格，回行顶格。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 6正文 正文是科技论文的主体，是用论据经过论证证明论点而表述科研成果的核心部分。正义占论文的主要篇幅，可以包括以下部分或内容：调查对象、基本原理、实验和观测方法、仪器设备、材料原料。实验和观测结果、计算方法和编程原理、数据资料、经过加工整理的图表、形成的论点和导出的结论等。 正文可分作几个段落来写，每个段落需列什么样的标题，没有固定的格式，但大体上可以有以下几个部分(以试验研究报告类论文为例)。 1)理论分析。 2)实验材料和方 3)实验结果及其分析 4)结果的讨论 具体要求有如下几点： 1)论点明确，论据充分，论证合理; 2)事实准确，数据准确，计算准确，语言准确; 3)内容丰富，文字简练，避免重复、繁琐; 4)条理清楚，逻辑性强，表达形式与内容相适应; 5)不泄密，对需保密的资料应作技术处理。 具体格式要求： 1)文字统一用5号宋体，每段起首空两格，回行顶格，多倍行距，设置值为1.25; 2)正文文中标题： 一级标题:标题序号为“一、”，用小4号宋体加粗，独占行，末尾不加标点; 二级标题:标题序号为“(一)”，用5号宋体加粗，独占行，末尾不加标点; 三级标题:标题序号为“1、”，用5号宋体加粗，若独占行，则末尾不加标点，若不独占行，标题后面须加句号; 四级标题:标题序号为“(1)”，用5号宋体，其余要求与三级标题相同; 五级标题:标题序号为“①”，用5号宋体，其余要求与三级标题相同。 注意：每级标题的下一级标题应各自连续编号。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 7 结论 科技论文一般在正文后面要有结论。结论是实验、观测结果和理论分析的逻辑发展，是将实验、观测得到的数据、结果，经过判断、推理、归纳等逻辑分析过程而得到的对事物的本质和规律的认识，是整篇论文的总论点。结论的内容主要包括：研究结果说明了什么问题，得出了什么规律，解决了什么实际问题或理论问题;对前人的研究成果作了哪些补充、修改和证实，有什么创新;本文研究的领域内还有哪些尚待解决的问题，以及解决这些问题的基本思路和关键。 对结论部分写作的要求是： 1)应做到准确、完整、明确、精练。结论要有事实、有根据，用语斩钉截铁，数据准确可靠，不能含糊其辞、模棱两可。 2)在判断、推理时不能离开实验、观测结果，不作无根据或不合逻辑的推理和结论。 3)结论不是实验、观测结果的再现，也不是文中各段的小结的简单重复。 4)对成果的评价应公允，恰如其分，不可自鸣得意。证据不足时不要轻率否定或批评别人的结论，更不能借故贬低别人。 5)写作结论应十分慎重，如果研究虽然有创新但不足以得出结论的话，宁肯不写也不妄下结论，可以根据实验、观测结果进行一些讨论。 要求： 项目名称用小2号黑体加粗，居中;内容另起一行用小4号宋体。每段起首空两格，回行顶格。 8 参考文献 在科技论文中，凡是引用前人(包括作者自己过去)已发表的文献中的观点、数据和材料等，都要对它们在文中出现的地方予以标明，并在文未(致谢段之后)列出参考文献表。这项工作叫做参考文献著录。 参考文献著录的原则 1) 只著录最必要、最新的文献。 2) 一般只著录公开发表的文献。 3) 采用标准化的著录格式。 参考文献格式要求： 参考文献(即引文出处)的类型以单字母方式标识：M——专著，C——论文集，N——报纸文章，J——期刊文章，D——学位论文，R——报告，S——标准，P——专利;对于不属于上述的文献类型，采用字母“Z”标识。 参考文献一律置于文末。其格式为： (一)专著 示例 [1] 张志建.严复思想研究[M]. 桂林：广西师范大学出版社，1989.(49). [2] [英]蔼理士.性心理学[M]. 潘光旦译注.北京：商务印书馆，1997. (二)论文集 示例 [1] 伍蠡甫.西方文论选[C]. 上海：上海译文出版社，1979. [2] [俄]别林斯基.论俄国中篇小说和果戈里君的中篇小说[A]. 伍蠡甫.西方文论选：下册[C]. 上海：上海译文出版社，1979. 凡引专著的页码，加圆括号置于文中序号之后。 (三)报纸文章 示例 [1] 李大伦.经济全球化的重要性[N]. 光明日报，1998-12-27，(3) (四)期刊文章 示例 [1] 郭英德.元明文学史观散论[J]. 北京师范大学学报(社会科学版)，1995(3). (五)学位论文 示例 [1] 刘伟.汉字不同视觉识别方式的理论和实证研究[D]. 北京：北京师范大学心理系，1998. (六)报告 示例 [1] 白秀水，刘敢，任保平. 西安金融、人才、技术三大要素市场培育与发展研究[R]. 西安：陕西师范大学西北经济发展研究中心，1998. 全国青少年科技创新大赛科技论文 水下机器人概述和发展应用前景 摘要：水下机器人的应用领域已经不断扩大，如海洋研究、海洋开发和水下工程等，发达的军事大国非常重视水下机器人在未来战争中的应用。 关键词：水下机器人现状，应用 一、水下机器人的种类及国内现状 1、水下机器人的种类 水下机器人是一种具有智能功能的水下潜器，国内外专家学者根据其智能化程度和使用需求，将水下机器人分为四类：即拖曳式水下机器人TUV (Towing UnderwaterVehicle)、遥控式水下机器人ROV(RemotelyOperated Vehilce)、无人无缆水下机器人UUV (Unmanned UnderwaterVehicle)和智能水下机器人AUV (Autonomous Underwater Vehicle)。前两种水下机器人均带缆，由母船上人工控制;后两种水下机器均无人无缆，自主航行，分别由预编程控制和智能式控制。 2、国内现状 目前国内研究水下机器人的单位较多，内容也五花八门，但代表国内先进水平的、真正进入实质性试验阶段的仅此几家。它们是：哈尔滨工程大学研制的智能水下机器人AUV，中科院沈阳自动化所研制的无人无缆水下机器人UUV，上海交通大学研制的遥控式水下机器人ROV 和中船重工715 所研制的拖曳式水下机器人TUV。 二、水下机器人应用前景 水下机器人的应用领域已经不断扩大，如海洋研究、海洋开发和水下工程等，发达的军事大国非常重视水下机器人在未来战争中的应用。水下机器人将成为未来水下战争中争夺信息优势、实施精确打击与智能攻击、完成战场中特殊作战任务的重要设备之一。 目前正处于飞速发展阶段。 1、海洋资源的研究和开发 占地球表面积71%的海洋是是一个富饶而远未得到开发的资源宝库，也是兵戎相见的战场。21 世纪，人类面临人口膨胀和生存空间、陆地资源枯竭和社会生产增长、生态环境恶化和人类发展的三大矛盾挑战，要维持自身的生存、繁衍和发展，就必须充分利用海洋资源，这是无可回避的抉择。对人均资源匮乏的我国来说，海洋开发更具有特殊意义。因此，水下机器人将在海洋环境监测、海洋资源勘察、海洋科学研究中发挥重要作用。 2、未来战争中的作用 零伤亡是未来战争中的选择，因而使得无人武器系统在未来战争中的地位倍受重视，其潜在的作战效能越来越明显。作为无人武器系统重要组成部分的水下机器人能够以水面舰船或潜艇为基地，在数十或数百里的水下空间完成环境探测、目标识别、情报收集和数据通讯，将大大地扩展了水面舰船或潜艇的作战空间。尤其是自主航行的水下机器人，它们能够更安全地进入敌方控制的危险区域，能够以自主方式在战区停留较长的时间，是一种效果明显的兵力倍增器。更重要的是，在未来的战争中，“以网络为中心”的作战思想将代替“以平台为中心”的作战思想，水下机器人将成为网络中心站的重要节点，在战争中发挥越来越重要的作用。论文大全。目前各国重点研究的应用包括：水雷对抗、反潜战、情报收集、监视与侦察、目标探测和环境数据收集等。 三、水下机器人关键技术 1、总体技术 水下机器人是一种技术密集性高、系统性强的工程，涉及到的专业学科多达几十种，各学科之间彼此互相牵制，单纯地追求单项技术指标，就会顾此失彼。解决这些矛盾除有很强的系统概念外，还需加强协调。在满足总体技术要求的前提下，各单项技术指标的确定要相互兼顾。 为适应较大范围的航行，从流体动力学角度来看，水下机器人的外形采用低阻的流线型体。结构尽可能采用重量轻、浮力大、强度高、耐腐蚀、降噪的轻质复合材料。 2、仿真技术 水下机器人工作在复杂的海洋环境中，由智能控制完成任务。由于工作区域的不可接近性，使得对真实硬件与软件体系的研究和测试比较困难。为此在水下机器人的方案设计阶段，要进行仿真技术研究，内容为两部分： (1)平台运动仿真 按给定的技术指标和水下机器人的工作方式，设计机器人平台外形并进行流体动力试验，获得仿真用的水动力参数。在建立运动数学模型、确定边界条件后，用水动力参数和工况进行运动仿真，解算各种工况下平台的动态响应，根据技术指标评估平台的运动状态，如有差异, 则通过调整平台尺寸、重心浮心等技术参数后再次仿真,……, 直至满足要求为止。 (2)控制硬、软件的仿真 在水中对控制系统的调试和检测具有很大的风险，因此有必要在控制硬、软件装入平台前，在实验室内先对单机性能进行检测，再对集成后的系统在仿真器上做陆地模拟仿真试验，并评估仿真后的性能。内容包括动密封、抗干扰、机电匹配、软件调试。根据结果，进行修改和完善。因而需研究和开发一套用于控制系统仿真的仿真器。仿真器主要由模拟平台、等效载荷、模拟通讯接口、仿真工作站等组成。在仿真器上对控制系统的仿真，可以减少湖海试时的调试工作量，避免由海中不确定因素带来的麻烦。 3、水下目标探测与识别技术 目前，水下机器人用于水下目标探测与识别的设备仅限于合成孔径声纳、前视声纳和三维成像声纳等水声设备。 (1)合成孔径声纳 用时间换空间的方法、以小孔径获取大孔径声基阵的合成孔径声纳，非常适合尺度不大的水下机器人，可用于侦察、探测、高分辨率成像，大面积地形地貌测量等，为水下机器人提供一种性能很好的探测手段。 (2)前视声纳组成的自主探测系统 前视声纳的图像采集和处理系统，在水下计算机网络管理下自主采集和识别目标图像信息，实现对目标的跟踪和对水下机器人的引导。可以通过实验，找出用于水下目标图像特征提取和匹配的方法，建立数个目标数据库，在目标图像像素点较少的情况下，较好的解决数个目标的分类和识别。系统对目标的探测结果，能提供目标与机器人的距离和方位，为水下机器人避碰与作业提供依据。 (3)三维成像声纳 用于水下目标的识别的三维成像声纳，是一个全数字化、可编程、具有灵活性和易修改的模块化系统。可以获得水下目标的形状信息，为水下目标识别提供了有利的工具。 4、智能控制技术 智能控制技术是提高水下机器人的自主性，在复杂的海洋环境中完成各种任务，因此研究水下机器人控制系统的软件体系、硬件体系和控制技术十分重要。 智能控制技术的体系结构是人工智能技术、各种控制技术在内的集成，相当于人的大脑和神经系统。软件体系是水下机器人总体集成和系统调度，直接影响智能水平，它涉及到基础模块的选取、模块之间的关系、数据(信息)与控制流、通讯接口协议、全局性信息资源的管理及总体调度机构。体系结构的目标与水下机器人的研究任务应是一致的，也是提高智能水平(自主性和适应性)的关键技术之一。不断改进和完善体系结构，加强对未来的预报预测能力，使系统更具有前瞻性和自主学习能力。论文大全。 5、规划与决策技术 规划与决策是指对自主式水下机器人在有海流区域工作时姿态和路径的规划与决策，主要确保水下机器人工作时艏向严格顶流。有两种路径规划方法，一种是坐标系旋转法，基本思想是将坐标系绕着Z 轴旋转，直到X正半轴方向指向来流方向，在工作中保证机器人的姿态始终与X 正半轴方向一致。另一种是基于栅格的位形空间激活值传播法。该方法能方便地实现各种优化条件，并适用于各种复杂的环境，具有较佳的控制生成路径能力和可扩展性，而且算法本身具有内在的并行性，很好地满足了机器人艏向尽量顶流的要求， 6、水下导航(定位)技术 用于自主式水下机器人的导航系统有多种，如惯性导航系统、重力导航系统、海底地形导航系统、地磁场导航系统、引力导航系统、长基线、短基线和光纤陀螺与多普勒计程仪组成推算系统等，由于价格和技术等原因，目前被普遍看好的是光纤陀螺与多普勒计程仪组成推算系统，该系统无论从价格上、尺度上和精度上都能满足水下机器人的使用要求，国内外都在加大力度研制。 7、通讯技术 为了有效的监测、传输数据�协调和回收等，水下机器人需要通讯。目前的通讯方式主要有光纤通讯、水声通讯。 (1)光纤通讯 由光端机(水面)�水下光端机�光缆组成。其优点是数据率高(100Mbit/s)，很好的抗干扰能力。缺点，限制了水下机器人的工作距离和可操纵性，一般用于带缆的水下机器人TUV、ROV。 (2)水声通讯 由于声波在水中的哀减慢，对于需要中远距离通讯的水下机器人，水声通讯是唯一的、比较理想的一种方式。实现水声通讯最主要的障碍是随机多途干扰，要满足较大范围和高数据率传输要求，需解决多项技术难关。要达到实用程度，仍然有大量的工作要做。 8、能源系统技术 水下机器人、特别是续航力大的自主航行水下机器人，需要具有体积小、重量轻、能量密度高、多次反复使用、安全和低成本的能源系统。 (1) 热系统 热系统是将能源转换成水下机器人的热能和机械能，包括封闭式循环、化学和核系统。其中由化学反应(铅酸电池、银锌电池、锂电池)给水下机器人提供能源是现今一种比较实用的方法。 (2) 电-化能源系统 质子交换膜燃料电池具有水下机器人的动力装置所需的性能。该电池的特点是能量密度大、高效产生电能，工作时热量少，能快速启动和关闭。该电池技术难点是合适的安静泵、气体管路布置、散热、固态电解液以及燃料和氧化剂的有效存储。21 世纪燃料电池将极大地改变人们的生活和企业环境。随着生产成本、稳定性等课题得到解决，燃料电池可望成为水下机器人的主导性能源系统。论文大全。 五、结语 毫无疑问，在海洋开发和末来战争中，水下机器人起着举足轻重的作用。目前国内的水下机器人(主要是AUV、UUV)还处于研制试验阶段，很多关键技术还没有突破，离实际使用尚有一段距离。要瞄准目标，抓住时机，开拓创新，争取在水下机器人这一领域拥有更多的自主技术。 看了“全国青少年科技创新大赛科技论文格式”的人还看： 1. 青少年科技活动策划方案 2. 科技创新教育的论文范文 3. 创新科技论文(2) 4. 青少年科技创新大赛领导讲话 5. 科技学术论文的格式
不久前，国际杂志《自然》的封面文章标题为《深海导航》，并发表了有关中国研究人员开发的新型深海机器人的研究论文。据报道，这种不需要抗压外壳的仿生软件智能机器人鱼最近在10,000米深的海域实现了世界上第一个自动驾驶。据媒体报道，在海底约10900米的马里亚纳海沟中，机器鱼按照预定的指令完成了聚合物材料的制作，而人工肌肉对这项运动的反应长达45分钟。这将有助于提高深海设备的智能水平，并大大降低深海勘探工作的成本。根据这项成就的参与者李铁峰教授的说法，在10900米的深度处，该深度相当于110兆帕，相当于近1100个大气压。
然后，通过更直观的类比，可以将其视为在一个指甲大小的区域上用一顿以上的饭菜压着一个重物。在如此大的压力下，普通的机器人或设备通常需要钛合金或高强度合金的耐压壳来抵抗压力。李铁风团队开发的仿生软机器人鱼，使用柔软的人造肌肉来驱动一对翅膀状的柔性胸鳍，以有节奏地拍打翅膀。通过对深海狮鱼的结构分析，研究小组发现深海狮鱼的骨骼精细地分布在凝胶状的软体体内，这有助于其在高压力环境下的生存和活动。由于这种设计，该团队将控制电路，电池和其他硬组件集成到了凝胶状的软体体内。通过设计和调整设备和软体的材料和结构，该机器人意识到该机器人在没有耐压外壳的情况下可以承受一万次，深海中的仪表级静水压力。
在经历了2020年流行病的影响之后，我国的水下机器人在发展良好的同时，将迎来新的机遇。提出了“新基础设施”一词并越来越受欢迎，诸如人工智能，5G和工业互联网等尖端技术的迅速发展为水下机器人带来了新的积极影响。未来，水下机器人的智能化和数字化水平有望进一步提高，新的基础设施信息支持也将促进水下机器人的产品创新和应用升级。
但是，尽管水下机器人具有巨大的机会和广阔的前景，但现阶段仍然存在许多问题。特别是在商业着陆方面，仍然存在许多障碍。其中包括技术门槛高，研发难度大，周期长，市场环境不完善，产品价格昂贵，生态建设不足等。在这种情况下，我国还需要从技术，市场，生态，支持设施和应用的角度加强研究，突破，合作和升级。总而言之，我国在水下机器人的轨道上已经取得了初步的成就，未来的前景和蓝色的海洋也已经打开。中国只有冷静，稳定地学习技术，才能发挥自己的潜力，抓住发展的高潮，并对此表示欢迎。发展成熟。
张禹，男，1970年11月出生。1994年9月大学本科毕业于大连理工大学机械工程学院，1999年3月于东北大学机械工程学院获硕士学位。2000年9月进入中科院沈阳自动化研究所水下机器人研究中心，攻读博士学位，2004年3月获博士学位。1994年9月大学本科毕业后分配到沈阳工业大学任教，2009年5月晋升教授。在国内外重要学术期刊和国际学术会议上发表论文30多篇，其中16篇被EI或ISTP收录。获实用新型专利2项，申请发明专利3项。2007年成为首批青年学术骨干教师和辽宁“百千万人才工程”千层次人选。
谁能无压力 探索 两万里海底还能自在遨游？ 答案是浙大的机器鱼！它成功潜入海底 10900 米，受住了海底高压 —— 这高压对于它就像人的指尖站了一头大象。 它小到不可思议 —— 身长 22 厘米，展翅 28 厘米！ 如今在浅海畅游两万里轻而易举，但在两万里的深海畅游两万里比登天还难。马里亚纳海沟是迄今为止已经探明的整个地球的最深处，最深点超过 1 万 1 千米。 一万米海底的压力有多大？ 浙江大学航空航天学院交叉力学中心教授李铁风表示：“在 10900 米的海底，静水压高约 110 兆帕，相当于 1100 个大气压。用一个不太恰当的比方，相当于一吨重的小 汽车 全压在指尖上。” 为了让人造机器执行水下探测与考察任务的潜水器能够深入海底，以往的设计策略一直是 “硬碰硬”—— 选用高强度的耐压金属外壳（如钛合金）或压力补偿系统作 “金盔铁甲”，来克服深海的极高静水压。 3 月 4 日，Nature 封面论文中的成果彻底颠覆了传统 —— 研究团队将整体研发策略与思路转换为 “以柔克刚”，即从深海生物身上汲取灵感，率先提出机电系统软 - 硬共融的压力适应原理，成功研制了无需耐压外壳的仿生软体智能机器人，首次实现了在万米深海自带能源软体人工肌肉驱控和软体机器人深海自主游动。 这种环境自适应的仿生软体机器人和智能系统，将为深海 探索 科考、环境监测与资源勘探提供解决方案，为复杂环境与任务下机器人及智能系统设计提供新思路。 这就是由85后教授李铁风团队联合之江实验室与合作单位开展的跨学科交叉研究，该论文标题为《马里亚纳海沟中的自动软体机器人》（Self-powered soft robot in the Mariana Trench），论文共同第一作者为之江实验室研究人员李国瑞，浙江大学博士研究生陈祥平、周方浩；通讯作者为李铁风。 在马里亚纳海沟 6000 米到 11000 米之间的深度区域，仍有数百种物种生存，狮子鱼就是其中的一种。 项目合作方中科院深海研究所在马里亚纳海沟捕获了深海狮子鱼样本，经过结构分析，他们发现这种鱼之所以能在高压力环境下自由生存与活动的关键，就在于其骨骼呈细碎状分布在凝胶状柔软的身体中。 李铁风告诉 DeepTech：“我们发现深海狮子鱼身上硬质的骨头是分散在它软凝胶状的身体当中，便猜想正是这一结构特征，帮助它抵御深海静水高压以及实现柔软灵活的海底遨游。因此有了‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理或者说系统，这是我们第一个比较重要的创新。” 受此启发，该团队研制出仿生软体智能机器鱼，长 22cm，翼展宽度 28cm，并且巧妙地利用围绕在人工肌肉外的海水作为离子导电负极，由机器鱼自带能源在人工肌肉内外侧厚度方向产生电势差，让高分子薄膜发生舒张与收缩形变，这样一来 “翅膀” 就能上下拍动，推动机器鱼水中前行。 通过设计调节器件和软体的材料与结构，将控制电路、电池等硬质器件融入集成在凝胶状的软体机身中，来优化在高压环境下机器人体内的应力状态，从而使整个系统无需外壳保护即可适应高静水压力。 对 “机电系统软 - 硬共融的压力适应” 原理，李铁风向 DeepTech 做了更为详细的说明：“所谓‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理，其实不难理解，我们仿照深海狮子鱼身体结构原理，把电池、电子器件电池这一类又硬又脆的电子元器件分散后，融在软凝胶状的合成材料里边。软凝胶材料和分散的结构设计，可以帮助调整这些小器件上受到的力（在力学上这种力被称为应力），将器件跟软凝胶材料的融合在一起，可以提高机器人对深海静水高压承受力。” 然而，对于在深海执行探测等复杂任务的人造机器而言，拥有能够承受住深海极高的静水压的结构仅是研发征途中成功迈出的第一步，还需要克服高分子材料在高压和低温时电驱动能力衰减的问题。 针对低温时电驱动能力衰减的问题，该团队与浙江大学化学工程与生物工程学院罗英武教授课题组合作研制了能适应深海低温、高压等极端环境的电驱动人工肌肉，这款电驱动人工肌肉也是团队研究工作的另一个重要突破，它在高压低温环境下依然能保持良好电驱动性能，即便是在马里亚纳海沟的低温（0~4 ）、高压环境（110 MPa）下依旧能正常工作。 李铁风向 DeepTech 讲解了 “人工肌肉” 的驱动原理和优势，他说：“我们用海水来做人工肌肉的电极有一个非常大的好处，因为机器鱼周围都是海水，大家都知道海水具有有弱导电性，这个特点正好跟我们原本对‘人工肌肉’的设计原理。” 他补充称：“想要实现‘人工肌肉’驱动，需要两端的电极，一个正电极一个负电极。有弱导电性的海水正好可以做‘人工肌肉’的负电极，我们只需要在‘人工肌肉’内安装正电极材料即可。‘人工肌肉’对电子的非常苛刻 —— 电子必须十分柔软，不能影响这个‘肌肉’本身。有了海水做负电极，我们只需在‘人工肌肉’内加一块正电极即可。而且海水的柔软性、贴合性都非常好。这样既保证了‘人工肌肉’能够工作，同时保证了电极器件的柔软性。” 2019 年 12 月，仿生软体机器鱼首次成功在马里亚纳海沟坐底，机器鱼随深海着陆器下潜到约 10900 米的海底后，在 2500 毫安锂电池的驱动下，按照预定指令拍动翅膀，扑翼运动长达 45 分钟，成功实现了电驱动软体机器鱼的深海驱动。 李铁风表示：“这项发明能够大幅降低海洋 探索 的成本，同时也可以使常用的海洋 探索 装备更加智能化。依照‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理，一些高性能的智能化的芯片、器件，在不需要坚硬外壳的保护下都能下到深海里。换句话说，这一技术提升了深海探测器或者作业装备的智能化水平。” 本次成果还能给智能系统设计提供新思路。李铁风举例称：“把机器鱼的研究思路和原理，应用到其他软机器人，甚至医疗康复中的人体器件以及生物医学方面。在康复医疗方面，比如说人体穿戴设备，它的材料和电子器件太硬，在人类活动或受到外界冲击时，设备容易损坏或失灵。这时就可以用贴合性比较好的人工肌肉原材料来作为设备原材料，把硬的器件放在凝胶状的材料中，通过这种融合的办法，让穿戴设备有更好的适应性。” 此外，他还补充称：“在生物或医学方面的应用，就是把较硬的电子元器件（比如芯片），或者金属、陶瓷的这种材料，哪怕我们把它们做的很小，它们生物亲和性还是比较差的。如果我们把这些器件溶在一个软胶质地的材料中，可极大地提升设备的亲和性，更好地实现器材跟人体的交互作用。这是我们对机器鱼制作原理未来的应用场景设想，这也是我们正在努力研发的方向。” 回顾这项交叉学科研究，李铁风感慨称：“机器鱼研发就一个非常典型的多学科交叉的代表，除了上面列出来的研发团队，我们团队还有研究鱼类的专家的参与。正是通过这次合作，我更深刻地认识到跨学科的交叉研究的重要性，它就好像科研创新的加速器，不同领域研究员在概念、原理和思想上的碰撞，科研激发学科交叉地前瞻性研究。” 概括来讲，仿生软体智能机器鱼由深海生物启发，把 “生命之秘” 化作 “机器之力”，研发能自适应复杂环境的智能机器，则既可助力深海 探索 ，又能发展新型机器人与智能装备。这种环境自适应的仿生软体机器人和智能系统，将为深海 探索 科考、环境监测与资源勘探提供解决方案，为复杂环境与任务下机器人及智能系统设计提供新思路。
随着时代的不断发展，我国的科技水平也不断地提高，在某些领域我国已经有了很大的进步。近日国际期刊《自然》杂志刊登了我国自主研发的软体机器鱼，它全球首次万米深海自主驱动。
或许只是这样的表述很难帮助大家理解这样一条能够潜入万米深海的软体鱼的强大在哪里，所以接下来小编带大家一起来看一下它究竟有哪些好处：
众所周知，深海探索所需要克服的第一大阻碍就是深海的压力，但是很多深海鱼却能在万米深海中悠然自得，而这条软体机器鱼的设计是从狮子鱼的身体构造中得到的灵感。我国科研团队将控制电路、电池等硬质器件集成在凝胶状的软体机身内，这样做不需要在设备外加装耐压外壳即可承受万米深的海水所带来的压力，在一定程度上节约的成本。
人类对于深海的探索从未停止，但是把人类送入万米深海不论是成本还是安全性都令人望而却步，而软体机器鱼的研发给深海无人化探索提供了新的思路。多种仿生类机器相互配合，在无需人类亲自到达的情况下进行探索。希望在未来我国能够批量研发这一类仿生机器人用于深海探索，使得复杂的深海环境完全展现在我们面前。
以上就是关于我国软体机器鱼的优势介绍了，大家对于它有什么不同的看法呢，欢迎在评论区留言讨论。
第24卷第2期2002年3月 文章编号:100220446(2002)0220107204 机器人ROBOT Vol.24,No.2March,2002 水下仿生机器鱼的研究进展I——鱼类推进机理 梁建宏王田苗魏洪兴 (北京航空航天大学机器人研究所北京100083) Ξ 摘要:仿生机器鱼技术是近年来水下机器人领域研究的热点之一,它为研制高效、高机动性和低噪声的水下运载器提供了新的思路.本文以鱼的脊椎曲线为研究对象,提出了一种新的鱼类推进机理——波动推进,分析了波动推进过程中的运动阻力.通过鱼类游动观测实验和仿生机器鳗鱼的研制,. 关键词:仿生机器鱼;脊椎曲线;波动推进中图分类号:TP24文献标识码:B RESEARCHANDDERWATER ROBOFOFASMALL IROBOFISH LIANGJian2hongWANGTian2miaoWEIHong2xing (RoboticInstituteofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsBeijing,100083) Abstract:TheBionicRobofishTechnologyisoneofthehotspotsintheunderwaterroboticsresearchfieldinre2 .Itprovidesanewtrainofthinkingforpeopletodeveloptheunderwatervehicleswithhighefficiency,centyears highmaneuverability,andlownoise.Thisarticlemakessomeresearchonthefishvertepalcurve,pingsforwardafishpropulsiontheory—undulatepropulsion.Andthedragduringthefish’sundulatepropulsionisalsoanalyzed.Throughtheobservingexperimentsonrealfishswimmingandbionicroboteeldeveloping,weprovetheefficiencyofthistheory. Keywords:robofish;vertepalcurve;undulatepropulsion 1引言(Introduction) 高效、高机动性水下运载器是目前水下运载器 设计领域的研究热点,它基于鱼在水中的游动特性及其身体结构分析.由于鱼类的推进模式不同于常规的螺旋桨推进,所以近年来关于鱼类推进机理的研究引起了越来越多研究者的兴趣.1970年Lighthill将空气动力学的二维机翼理论运用于尾鳍推进的研究,提出了用于分析鱼参科推进模式的“细长 [1,2]体理论”.1977年,M.G.Chopra和T.Kambe又提出了一种可用于大摆幅、月牙形尾鳍推进的“二维抗力理论”,该理论是1953年Hancock提出的“大摆幅抗力理论”与1971年Lighthill提出的“大摆幅细长体理论”的补充[3].考虑到鱼类游动的生物力学特 性和结构的动态特点,1984年Hess和Videler针对 与身体长度相比其侧向振幅很小的鱼类提出了“薄 [4] 体理论”;假定鱼沿纵向弯曲刚度为常量.1994年 [5] “波动平板理论”.1998Cheng和Blickhan提出了 年Cheng提出了“动态梁理论”.近年来,麻省理工学 院的Triantfyllou等人研究发现,在自行驱动的鱼类体后部有射流形成,这些喷射的涡流在产生推力方面起着非常重要的作用[6,7].根据“射流推进理论”,他们研制了“仿生金枪鱼”和“仿生梭鱼”. 鱼类行为学家的研究表明 ,大多数鱼类把身体当作推进器,身体左右摆动击水,利用其产生的反作用力使鱼体向前推进.金枪鱼、旗鱼、鲨鱼类游泳时身体摆动实际上只限于尾部;而鳗鲡、泥鳅、鳝鱼等, Ξ基金项目:中国科学院机器人学开放研究实验室基金资助项目(项目编号:RL200011);国防基础科研项目(项目编号:J1300C1004).收稿日期:2001-09-04 108机器人2002年3月 它们的尾鳍退化,其前进完全依赖身体的摆动.基于这种推进原理,我们提出了“波动推进理论”,试图从波动学的角度阐释鱼类的游动机理.我们把鱼体的脊椎抽象为几何曲线,称之为脊椎曲线,鱼体通过改变脊椎曲线直接控制身体周围的水流来产生推力.本文首先通过物理建模的方法得到了波动推进的速度算式,分析了波动推进过程中的运动阻力,然后基于泥鳅在水中的游动形态的观测实验,对其脊椎曲线进行了定量分析,最后根据“波动推进理论”,研制了一条仿生“机器鳗鱼”,得到了较好的效果. 波速V,以地为参考系,设躯体对地速度为VB,工作质对地速度为VW,由于鱼体在水中的阻力与速度呈递增关系,故在启动瞬间,鱼体受到的阻力可以忽略不计,因此应用动量守恒有 M 1 ×VW=M0×VB(2) 因为VB+VW=V 则 (MVB=M1V
这个发明可以很大的降低了去往深海探索的成本的，而且它的柔软性，可以去很多复杂的场景，也能为深海的探索事业作出更多的贡献。
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您首先要知道自己被退稿的具体原因是因为不符合刊物要求还是说论文质量不合格这样才能找到真正的解决办法《科技传播》杂志国家级科技学术期刊
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《机器人》，是核心级的，《机器人技术与应用》也是有正规刊号公开发行的。仿真方面也有一些期刊，例如《系统仿真技术》。当然还有一些科技类的。