一、机器人多模态感知技术
机器人技术首先需要感知周围环境和识别作业对象。机器人多模态感知技术以视觉感知技术为引领，实现从一维、二维到多维信息的感知和融合，快速、精准地进行境感知和目标识别，使整个机器人系统充当可靠高效的“眼睛”、“耳朵”、“鼻子”。研究院通过建立高端智能制造机器人自动化生产线平台，重点研究机器人高分辨率高精度视觉信息获取技术、复杂作业环境图像分割、高速运动目标精准跟踪定位，攻克智能工业机器人视觉感知关键技术，最终实现机器人的多尺度视觉感知、高精度高速信息处理和高效目标检测与识别，为工业环境下机器人的智能化功能提供核心技术支撑。
核心要素
数据采集：机器人通过各种感知模块同时或交替地采集来自环境的多模态数据。
数据融合：将来自不同感知模块的数据进行融合处理，以消除冗余信息、提高数据的一致性和准确性。
环境理解：基于融合后的多模态数据，机器人对环境进行更加全面和深入的理解。
任务执行：根据环境理解的结果，机器人执行相应的任务或做出决策。
数据融合：将来自不同感知模块的数据进行融合处理，以消除冗余信息、提高数据的一致性和准确性。
环境理解：基于融合后的多模态数据，机器人对环境进行更加全面和深入的理解。
任务执行：根据环境理解的结果，机器人执行相应的任务或做出决策。
技术优势
提高感知精度：多模态感知技术能够综合利用多种传感器的优势，提高机器人对环境的感知精度。
增强鲁棒性：即使某种模态的数据受到干扰或缺失，机器人也能通过其他模态的数据进行补充和修正，从而保持稳定的感知能力。
拓宽应用范围：多模态感知技术使机器人能够适用于更多复杂和多变的环境和任务场景。
增强鲁棒性：即使某种模态的数据受到干扰或缺失，机器人也能通过其他模态的数据进行补充和修正，从而保持稳定的感知能力。
拓宽应用范围：多模态感知技术使机器人能够适用于更多复杂和多变的环境和任务场景。
应用领域
自动驾驶：自动驾驶汽车通过多模态感知技术（如视觉、雷达、激光雷达等）来识别道路、车辆、行人等障碍物，确保行车安全。
家庭服务机器人：家庭服务机器人通过视觉和听觉感知模块与用户进行交互，理解用户指令并完成任务。
医疗机器人：医疗机器人在手术过程中通过多模态感知技术（如视觉、触觉等）进行精确操作和监测。
家庭服务机器人：家庭服务机器人通过视觉和听觉感知模块与用户进行交互，理解用户指令并完成任务。
医疗机器人：医疗机器人在手术过程中通过多模态感知技术（如视觉、触觉等）进行精确操作和监测。
二、机器人高性能控制技术
感知环境之后，需要研究机器人控制技术，这些技术像“大脑”一样为机器人系统提供最恰当的控制命令以做出相应的动作和反应。结合智能控制、变结构控制和自适应控制等控制方法搭建机器人高性能控制技术平台，重点在于突破基于视觉的机器人高速运动、精确定位与地图创建、合作决策、协调控制、恰当力的优化等关键控制技术，统筹考虑不同作业环境下机器人的运动学、动力学特性，研制面向制造业需求的机器人视觉伺服系统、多机械手协作系统和机器人高速运动跟踪系统，在保证控制系统的稳定性前提下，减小系统误差、提高控制系统的准确性和快速性。
核心要素
控制算法：先进的控制算法能够处理复杂的动态系统，实现精确的轨迹规划、力控制、运动协调等。
高精度传感器：高精度的传感器能够实时采集环境信息和机器人自身的状态，为控制算法提供准确的数据支持。
实时数据处理能力：通过高速计算平台和优化的数据处理算法，快速响应环境变化和任务需求。
优化的机械结构设计：合理的结构设计能够减少机器人的运动惯量、提高传动效率、降低摩擦和磨损等，从而提高机器人的运动精度和稳定性。
高精度传感器：高精度的传感器能够实时采集环境信息和机器人自身的状态，为控制算法提供准确的数据支持。
实时数据处理能力：通过高速计算平台和优化的数据处理算法，快速响应环境变化和任务需求。
优化的机械结构设计：合理的结构设计能够减少机器人的运动惯量、提高传动效率、降低摩擦和磨损等，从而提高机器人的运动精度和稳定性。
技术优势
提高生产效率：高性能控制技术使机器人能够以更高的精度和速度完成生产任务，从而提高生产效率。
改善产品质量：通过精确的控制和实时的数据反馈，机器人能够更准确地执行操作任务，减少人为误差和次品率。
增强灵活性：高性能控制技术使机器人能够适应更多样化的工作环境和任务需求，提高机器人的灵活性和适应性。
改善产品质量：通过精确的控制和实时的数据反馈，机器人能够更准确地执行操作任务，减少人为误差和次品率。
增强灵活性：高性能控制技术使机器人能够适应更多样化的工作环境和任务需求，提高机器人的灵活性和适应性。
应用领域
工业生产线上：高性能控制技术使机器人能够执行复杂、精确的操作任务，如装配、焊接、喷涂等。
医疗服务行业：高性能控制技术应用于手术机器人，实现微创手术的高精度控制，减少手术创伤，提高手术成功率和患者康复速度。
智能仓储和智能物流行业：高性能控制技术使自动导引车（AGV）、无人叉车等智能设备能够自主导航、避障和精确搬运货物，提升物流效率和准确性。
医疗服务行业：高性能控制技术应用于手术机器人，实现微创手术的高精度控制，减少手术创伤，提高手术成功率和患者康复速度。
智能仓储和智能物流行业：高性能控制技术使自动导引车（AGV）、无人叉车等智能设备能够自主导航、避障和精确搬运货物，提升物流效率和准确性。
三、机器人高性能伺服电机技术
控制机器人运动靠的是控制机器人的各个关节，而机器人的每一个关节都可以看作是一个高精密电机，提高电机技术，可以使得机器人的关节更加“灵活”“有力气”。研究机器人精密电机伺服电机和伺服器一体化设计技术，需要突破机器人机电系统驱动与精密伺服驱动控制技术、总线技术和多轴联合驱动技术，以及突破机器人机电系统驱动与精密伺服驱动控制技术，实现机器人自动化生产线无静差、无超调及抗干扰高速平稳运行，并重点研究电机的机械结构和励磁方式的改进、齿槽力矩消除、电磁转矩波动减小、伺服电动机宽调速范围、自转消除、快速响应等核心技术。
核心要素
集成技术：机器人高性能伺服电机技术是一种集成了先进控制算法、高精度传感器和高效能驱动器的综合技术。
伺服电机：伺服电机作为机器人的关键驱动部件，通过接收控制信号并转换为机械能，驱动机器人关节或末端执行器实现精确、快速的运动。
伺服电机：伺服电机作为机器人的关键驱动部件，通过接收控制信号并转换为机械能，驱动机器人关节或末端执行器实现精确、快速的运动。
技术优势
提升机器人性能：高性能伺服电机技术能够显著提升机器人的运动精度、响应速度和稳定性，使机器人能够完成更加复杂和精确的操作任务。
拓展应用领域：随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，高性能伺服电机技术将推动机器人在更多领域发挥重要作用，如工业自动化、医疗机器人、航空航天等。
推动技术创新：高性能伺服电机技术的研究和发展将带动相关领域的技术创新和产业升级，推动机器人技术的整体进步和发展。
拓展应用领域：随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，高性能伺服电机技术将推动机器人在更多领域发挥重要作用，如工业自动化、医疗机器人、航空航天等。
推动技术创新：高性能伺服电机技术的研究和发展将带动相关领域的技术创新和产业升级，推动机器人技术的整体进步和发展。
应用领域
工业自动化与生产线：广泛应用于机器人、机械手臂、输送机及装配线等设备中，实现高效、精准的生产流程，提高生产效率和产品质量。
医疗设备与手术机器人：在医疗设备领域，高性能伺服电机是手术机器人和其他高精度医疗设备的关键部件。
航空航天与国防：高性能伺服电机以其卓越的性能，成为制导系统、控制系统和导航系统中的重要组成部分，为航空航天和国防领域的发展提供有力支持。
医疗设备与手术机器人：在医疗设备领域，高性能伺服电机是手术机器人和其他高精度医疗设备的关键部件。
航空航天与国防：高性能伺服电机以其卓越的性能，成为制导系统、控制系统和导航系统中的重要组成部分，为航空航天和国防领域的发展提供有力支持。
四、机器人灵巧作业机构技术
机器人系统最终与工作目标接触靠的是灵活的“指头”，“指头”的功能越多，机器人能做的事也就越多。开发机器人多关节灵巧手指、高执行力灵巧机构及驱动装置，需要建设智能工业机器人灵巧作业机构验证实验平台。研究机器人灵巧作业机构高精度、高可靠性运动规划及控制关键技术，可实现机器人柔性、恰当力优化控制。研究院通过研究机器人灵巧作业机构建模与数字化设计仿真，研制高执行力灵巧机构及驱动装置、多关节灵巧手指，攻克机器人灵巧作业机构高精度高可靠性运动规划及控制等关键技术难题，以提高工业机器人操作精度、可靠性、可重复性及分辨率等性能指标，保障机器人能够完成多任务、高复杂性、高可靠性的灵巧作业。
核心要素
灵活的机构设计：采用并联机构设计以及开发多关节灵巧手指可以增加机器人的自由度，使其能够进行更复杂的操作。
高精度高可靠性运动规划及控制：利用高精度传感器（如力传感器、位置传感器等）和新型控制算法（如自适应控制、模型预测控制等），实现机器人作业过程中的高精度、高速度和高可靠性。
数字化设计与仿真：通过数字化建模和仿真技术，对机器人灵巧作业机构进行虚拟设计和测试；采用验证实验平台，对设计好的机器人进行实际测试和验证。
高精度高可靠性运动规划及控制：利用高精度传感器（如力传感器、位置传感器等）和新型控制算法（如自适应控制、模型预测控制等），实现机器人作业过程中的高精度、高速度和高可靠性。
数字化设计与仿真：通过数字化建模和仿真技术，对机器人灵巧作业机构进行虚拟设计和测试；采用验证实验平台，对设计好的机器人进行实际测试和验证。
技术优势
高精度与灵活性：高精度的定位和灵活的姿态调整，使得机器人在执行复杂任务时能够准确无误地操作，适应各种工作场景的需求。
增强作业效率与安全性：在工业自动化、医疗手术、太空探索等领域，机器人灵巧作业机构能够显著提高作业效率，同时减少人力投入和潜在的安全风险。
增强作业效率与安全性：在工业自动化、医疗手术、太空探索等领域，机器人灵巧作业机构能够显著提高作业效率，同时减少人力投入和潜在的安全风险。
应用领域
工业制造：在装配、焊接、喷涂等工艺中，实现高精度、高效率的作业操作。
医疗健康：在手术机器人中，模拟医生的手部操作，实现精细的手术操作。
服务业：在餐厅、酒店等场所，提供自动化的服务，如送餐、搬运等。
医疗健康：在手术机器人中，模拟医生的手部操作，实现精细的手术操作。
服务业：在餐厅、酒店等场所，提供自动化的服务，如送餐、搬运等。
五、机器人系统与应用
面向空天信息、重大装备制造、智能制造、高端制药、能源等产业，集成机器人多模态感知、高性能控制、集群协同规划、灵巧机构作业等核心技术，以及高分辨率传感器、高光谱传感器、高性能控制器、精密伺服电机、灵巧作业机构等机器人关键零部件，开发机器人系统装备，解决机器人视觉感知与控制的“卡脖子”问题，支撑国家国防积极防御、国家航天强国、制造强国、健康中国、能源发展等战略。
核心要素
感知：机器人通过传感器获取周围环境的信息，包括视觉、触觉、听觉等多种感知方式。这是机器人进行后续决策和行动的基础。
决策：基于感知到的信息，机器人进行数据处理和分析，制定行动方案。这一过程涉及到复杂的算法和计算，以实现高效、准确的决策。
行动：根据决策结果，机器人执行具体的动作或任务。这要求机器人具备足够的执行能力和灵活性，以应对各种复杂环境。
决策：基于感知到的信息，机器人进行数据处理和分析，制定行动方案。这一过程涉及到复杂的算法和计算，以实现高效、准确的决策。
行动：根据决策结果，机器人执行具体的动作或任务。这要求机器人具备足够的执行能力和灵活性，以应对各种复杂环境。
技术优势
高效性：机器人能够以高速度和高精度执行任务，持续工作而不易疲劳，大大提高生产效率。
精准性：机器人能够精确地执行特定的动作和任务，不受人工误差的影响，保证产品质量的一致性和稳定性。
安全性：在危险环境中，机器人可以代替人工操作，减少工作场所的事故发生，保护员工安全。
灵活性：机器人具有极高的灵活性和适应性，可以根据不同的生产需求进行编程和调整，实现不同产品或工序的转换。
降低成本：虽然机器人的投资成本较高，但长期来看，它们可以通过提高生产效率、减少废品和缺陷产品的产生以及降低人力成本来帮助企业降低总体成本。
精准性：机器人能够精确地执行特定的动作和任务，不受人工误差的影响，保证产品质量的一致性和稳定性。
安全性：在危险环境中，机器人可以代替人工操作，减少工作场所的事故发生，保护员工安全。
灵活性：机器人具有极高的灵活性和适应性，可以根据不同的生产需求进行编程和调整，实现不同产品或工序的转换。
降低成本：虽然机器人的投资成本较高，但长期来看，它们可以通过提高生产效率、减少废品和缺陷产品的产生以及降低人力成本来帮助企业降低总体成本。
应用领域
工业制造：工业机器人在汽车制造、电子产品制造、航空航天等行业中发挥着重要作用，应用于装配、焊接、搬运、涂装、拆解等工艺环节。
医疗保健：医疗机器人在手术、护理、康复等方面提供精准、高效的解决方案，如机器人手术系统能够实施精确稳定的手术，减少手术风险和创伤。
农业与食品产业：农业机器人能够进行农作物的种植、施肥、喷洒农药、收割等作业，提高作业效率和质量。同时，智能温室等技术的应用也促进了农业生产的可持续发展。
家庭服务：随着智能家居系统的兴起，家庭服务机器人如智能家电、智能助理和清洁机器人等逐渐普及，使家庭生活更加便捷、舒适。
物流领域：物流机器人广泛应用于智能仓储、配送和快递领域，实现货物的存储、搬运、装卸等作业，提高物流效率和准确性。无人机配送和机器人快递也逐渐成为物流行业的新趋势。
医疗保健：医疗机器人在手术、护理、康复等方面提供精准、高效的解决方案，如机器人手术系统能够实施精确稳定的手术，减少手术风险和创伤。
农业与食品产业：农业机器人能够进行农作物的种植、施肥、喷洒农药、收割等作业，提高作业效率和质量。同时，智能温室等技术的应用也促进了农业生产的可持续发展。
家庭服务：随着智能家居系统的兴起，家庭服务机器人如智能家电、智能助理和清洁机器人等逐渐普及，使家庭生活更加便捷、舒适。
物流领域：物流机器人广泛应用于智能仓储、配送和快递领域，实现货物的存储、搬运、装卸等作业，提高物流效率和准确性。无人机配送和机器人快递也逐渐成为物流行业的新趋势。