一、研究方向

围绕人工智能和智能机器人基础理论、控制芯片、操作系统、智能装备以及智能机器人生态系统等方面，开展泛在智能机器人基础理论研究与关键技术攻关，打造自主进化、协同智联、全息群智的新一代泛在智能机器人理论技术体系、核心技术和和系列化产品。

二、核心技术

泛在智能机器人技术体系，包括全息群智智能理论、芯片、智能互联操作系统、机器人驱控、数字孪生、视觉感知、脑机接口等基础关键技术及面向智能制造、智慧城市、智慧医疗等领域的实用泛在智能机器人终端与系统产品。

三、主要成果

主要成果包括数字孪生群智无人系统、机器人智能互联操作系统、泛在控制器、一体化驱控系统、AI自编程机器人、智能焊接机器人、双臂五觉特种机器人、自主交互中医机器、自主移动服务机器人等。

1. 面向智慧园区的数字孪生安防巡检群智无人系统

针对园区、车站、机场、商场等安防巡检场景的实际需求，以群体无人车、无人机等为移动载体，在突破群智算法、场景感知、行为识别、脑机交互、智能芯片等共性关键技术的基础上，成功开发了基于数字孪生实时可视化管控技术，实现场景的无人化、可视化动态智能监控。可全面提升目标场景中的人、机、环境的数字化、可视化、智慧化、无人化的管理与控制水平，大幅提高效率，降低人工需求。

该系统在季华园区成功示范的基础上，将以产品化目标为导向，提升整套系统安装部署的便捷性、长期使用的可靠性和易维护性等，服务于佛山市、广东省乃至全国的智慧城市、智慧园区、智能工厂建设 。

图1：季华实验室园区的数字孪生三维可视化模型

2.面向机器人的智能互联操作系统

突破国外对我国高端实时操作系统的封锁，开发了具有自主知识产权的“机器人智能互联操作系统”及赋能引擎。具有全面开源、技术透明、成本可控、技术体系完整、多范式编程模型，灵活自编程、数字化接口，轻松实现上行下控等技术特点。

系统采用软硬一体的硬实时内核技术使得中断响应性能可提高5~6倍。不仅如此，以数字双胞胎为虚拟空间和物理空间的交互中介，形成智能制造系统的上传下控机制，实现了融合物料、信息与工艺的三流融合进程。应用AI与区块链技术，发挥云化群智智能的技术优势，构建了全息智联云操作系统。还拓展了目前主控芯片对系统周边I/O的控制力度，增加了底层通讯外设端口，如SPI，I2C，UART等。

图2：机器人智能互联操作系统架构

该系统适用于智能工艺单元站、智能产线、智能工厂等多种产业应用场景。目前已在全球最大的汽车钢帘线生产大厂-江苏兴达进行示范应用。在装备层、管理层、调度层三层都具备了实时控制性能。

3、机器人泛在控制器、一体化智能机器人驱控系统

机器人泛在控制器是可嵌入到装备的高效、快速的控制系统，为装备提供运动控制及逻辑控制功能，可用于作为机器人运动控制器、AGV控制器及逻辑控制器。它吸纳了ROS、DDS等软件系统及模块的优点，为复杂多节点系统给出了一个稳定可靠的分布式控制解决方案。

图3：机器人泛在控制系统

一体化智能机器人驱控系统RS60E是实验室独立自主研发、具有完全知识产权的高性能的机器人驱控系统，解决了近年来机器人行业对驱控系统提出的高精度、快响应、高同步、易整定、体积小、低成本等痛点与难点问题，其功能、性能、成本均超越了国内同类型产品，达到了国内领先水平，为国产替代进口提供了强有力的选择。已申请17项以上的发明专利。目前处于批量生产和市场推广阶段，已小批量提供用户试用和测试，具备了产业化落地条件。参加了各类国际国内展会，获得一致好评。

图4：机器人专用6合1伺服驱动器

4.AI自编程快速部署机器人

为实现生产制造向数字化、智能化转型升级，针对传统自动化线柔性差、换型难、智能程度低的桎梏，成功开发了AI自编程快速部署机器人。自编程机器人革新了工业机器人的使用方法，基于国际先进水平“元学习”算法，通过语言、动作、手势、图像等多维度多模态人机共融技术，赋予了工业机器人的“大脑”，形成了一种具有自主“思考”与“决策”能力的“拟人化”机器人，使工业机器人的上线部署周期从3至7天缩减到1个小时以内。自编程机器人已在家电产业PCB柔性检测产线应用，已纳入美的集团电子车间智能化改造重点项目。AI自编程快速部署机器人技术有望在家电、3C等行业获得广泛的推广应用。

图5：AI自编程快速部署机器人在美的电器现场测试

5.基于视觉和数模双驱的高效智能焊接机器人

基于视觉和数模双驱的高效智能焊接机器人，采用3D视觉和数字模型两种方式自动识别焊缝轨迹和焊枪姿态，实现自动避障和最优路径，结合焊接工艺专家数据库，自动生成机器人运行程序。该系统最大优点是免编程，少调试，减少依赖专业技术人员，快速部署，提高了机器人系统集成应用的效率，极大促进了焊接工业机器人技术的智能化跨越式发展，可广泛应用于船舶、桥梁、重工、石化等行业的大型钢结构焊接。

图6： 地轨式智能机器人焊接工作站

6.双臂五觉特种机器人

针对突发性危险爆炸事故中执行爆破、排障、扫雷等危险，季华机器人中心研发的全息五觉双臂特种机器人，实现机器人替代人工在危险环境下执行多种侦测和救援任务。

双臂五觉特种机器人具有拟人五觉（视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉）、直觉控制、双臂自主协同、自主导航定位等特点，是国际首台集成拟人六觉（视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉和直觉）传感控制器和实现双臂自主协同控制的应急处置特种机器人。

图7：双臂五觉特种机器人

7、自主交互中医智能服务机器人及其系统平台

将机器人运动控制、深度学习、知识图谱、大数据分析等人工智能技术应用和服务于传统中医诊疗，研发系列中医服务智能机器人及其系统平台。包括研发全流程标准化、智能化的现代化中医装置与设备，并建立中医辅助诊断技术体系与方法标准；构建以中医诊断为核心的表型特征规范化、智能化信息体系，结合中医名家经验和大数据阐明辅助诊断机制；将每个中病、西病、表征、疾病过程、中医证素作为本体构建中医知识图谱，并构建中医诊断学数据库形成可搜索可推荐的知识体系

图8.：仿生三部脉诊智能装备

8.产学研联合攻关

面向国家和地方的重大需求，季华机器人中心围绕泛在智能机器人核心技术，积极参与产学研联合攻关，目前研究课题还包括复杂环境多感知交互智能护理机器人、新型自主移动服务机器人、基于AI的在线智能视觉检测技术与装备等。

季华实验室智能机器人工程研究中心自主研发的先进泛在智能机器人技术，不仅打破了国外对我们的核心技术控制和约束，而且还使我国解放了更多生产力，助力智能制造、智慧城市、智慧医疗等领域的科技进步，进一步改善了人民的生活水平和质量，推进社会繁荣与发展。

四、未来计划

研究新一代泛在智能机器人理论技术体系、核心技术和系列化产品，成为智能机器人领域国内领先、国际先进的高科技研发中心。

智能机器人工程研究中心以“顶天立地，全面开放，以人为本，注重实效”为建设宗旨，针对我国机器人“缺芯少魂”、核心技术长期受制于人的问题，聚焦新一代泛在智能机器人理论技术体系、核心技术和系列化产品的研发，达到上可“顶天”解决高难度核心技术问题，下可“立地”推进复杂高新技术科研项目应用落地，引领中国智能机器人技术的发展。