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利用多機器人和多模態視覺傳感器有效探索與感知復雜 環境的三維結構，進而理解和分析三維場景。研究從多源異 構的機器人定位與建圖等環境感知方面、多模態融合的前景 分割、顯著性檢測和目標檢測等場景分析方面取得突破。

清華大學公共安全研究院和北京辰安科技股份有限公司快速搭建了疫情實時態勢感知與分析系統，對區域疫情數據進行實時動態監測、搜集、分析和可視化，服務各級政府疫情應急的資源調度、態勢研判和決策指揮。該系統在實時播報全國和世界范圍內疫情最新動態的同時，對省級和地市級的人員遷徙比例與分布進行重點信息排查，密切關注人口流動與疫情分布的內在聯系，為疫情跨區域傳播規律和病例溯源提供依據。該系統深入剖析大數據并探查民眾意識和情感傾向，研判民眾主流感情傾向和重點關注事件等疫情相關輿情，以“情感分析拼圖”、“事件文章熱詞云”和“全國輿情熱度”等分析結果為引證，為辟謠和積極引導輿論提供幫助，在國家抗擊疫情最為嚴重困難的時期為大眾的理性思考和科學防備貢獻力量。國疾病預防控制中心以及廣東省、武漢市、合肥市、深圳市、廣州市、佛山市等20多個省市在指揮調度中使用該系統。

自然場景視覺感知與理解是人工智能的前沿熱點，其主要任務是對場景中的視覺要素進行認知，進而推斷出其中包含的場景語義。IMAGINE實驗室近年來相繼從場景構成分析、場景內容推理、場景結構建模等角度對這一問題展開了系統研究，著重探索了融合先驗建模與深度學習的自然場景視覺理解這一問題。大數據具有規模大、種類多、產生速度快、有價值數據密度低等特點。對大數據信息分析具有重要意義，也是目前研究的熱點，其主要任務是利用數據分析的方法從大數據中獲取有價值信息。IMAGINE實驗室近年來結合深度學習前沿技術和傳統數據分析方法進行數據分析和預測，并在海關大數據分析項目和國網電力冰風災害預測項目中進行應用

01. 成果簡介 本成果涉及一種多模態觸覺感知裝置，屬于機器人傳感器技術領域。與人類相似，機器人感知外界環境最真實、穩定、便捷的方式便是通過機器人手觸摸，機器人手的感知能力決定了機器人是否能夠正確認知外界環境以及機器人的操作精度、成功率等。在新一代機器人手中，傳感裝置已逐漸趨于陣列化、多功能化和集成化。目前常見的觸覺傳感器有壓阻式、電容式、光電式等，它們都存在密度難以提高、電路處理復雜等問題。為了克服以上不足，近年出現了基于視覺的觸覺傳感裝置，具有結構簡單、信息豐富等優勢。目前基于視覺的觸感裝置仍存在性能提升空間。 本項目將感溫變色油墨材料應用于觸感裝置，感知機器人操作過程中的溫度[1]。同時提出一種基于微視覺的觸覺三維力檢測方法，通過采集觸覺接觸區域內彈性體的形變圖像的變化，采用一系列圖像處理方法，并且使用神經網絡擬合的技巧，定性并且定量的刻畫物理世界中的觸覺、滑覺等，從而提供了一種多模態觸覺感知裝置，可以得到三維接觸力、接觸物體表面的溫度及紋理等多種模態信息[2]。本裝置打破了傳統觸覺感知裝置單模態信息采集的現狀，可在同一感知裝置中集成受力、紋理、溫度等信息的測量，檢測觸覺、滑覺、壓覺三維接觸力，獲得高精度的接觸紋理信息，實現了多模態信息的測量，并將這些信息綜合到對一個物體的識別、抓取操作中，使機器人更加智能化、人性化。本裝置具有實時性好，檢測穩定，檢測誤差小，檢測精度高的優點。 圖1. 基于微視覺的多模態觸覺感知裝置結構圖圖2. 結合多模態觸感裝置的機械手02. 應用前景 本成果技術可應用于工業機器人、智能機器人、人機協作、醫療康復等領域，應用前景廣泛。03. 知識產權 本成果核心技術已申請發明專利3項。04. 團隊介紹 項目團隊致力于研究具備自主決策和學習能力的機器人操作技能學習系統。團隊包括孫富春、方斌、劉華平、宋亦旭四位教師，專注智能機器人靈巧精準操作研究，研制了擬人觸覺的傳感裝置、多模態穿戴交互裝置、殘疾人假肢靈巧手、仿人感知靈巧手和變剛度軟體手，在本領域發表論文40余篇，申請專利20余項，獲得IROS2016機器人靈巧操作比賽冠軍、IROS2017服務機器人操作比賽亞軍、WRC2016最佳科技創新獎等。同時團隊和河北清華發展研究院合作成立了人工智能及機器人研究中心，共同推動智能機器人的產業化發展。05. 合作方式 技術許可。06. 聯系方式 郵箱：liuyi2017@tsinghua.edu.cn， fangbin@tsinghua.edu.cn

研究意義1. 視覺感知是高鐵、自動駕駛車輛、無人航行器等自動化設備實現環境感知的重要手段。2. 對運動狀態下產生的圖像模糊進行復原是計算機視覺領域的重要研究內容。3. 運動模糊對于基于視覺的目標檢測算法的檢測能力具有顯著影響。 研究目標 本研究相機在直線運動狀態下前進速度與目標檢測算法在產 生的模糊圖像上檢測能力的關系。通過實驗進行具體關系的 研究與分析。對模糊圖像應用合適的去模糊算法，觀察并分 析去模糊后目標檢測能力的變化。

Anter是以安全協作、自主運動、智能感知、行為決策為核心功能的多模態感知復合機器人。她開創了機器人協作、運動、感知決策的柔性工作模式，擺脫傳統機器人位置固定、任務固定的結構化環境工作方式，適用于科研教育、工業移動作業、物流分揀、倉儲管理、安防巡檢、醫療服務、智慧零售等領域。

成果簡介：小型水下觀測機器人（ROV）是一型可以水面遙控水下運動，水 下錄像水面呈現的潛水器，水下機器人自身攜帶高強度水下光源以及高清晰廣角 度攝像機。中性浮力、低水阻力、超強拉力、多芯集成的超細柔性臍帶纜來實現 水面監控單元與水下機器人之間的數據、電源和視頻信號的傳輸。 136天津大學科技成果選編 技術特點：該微型纜控水下觀測機器人采用磁耦合傳動技術、直流載波技術、 超細中性浮力凱夫拉纜技術、自動航向保持和定深技術、高效水動力外形設計技 術，平臺具有極大的技術先進性。其操作簡便簡單，便攜小巧。 技術指標： 1、高分辨率彩色攝像頭，數字變焦與云臺控制； 2、3 個磁耦合推進器，方向和速度可調； 3、高亮度 LED 燈組； 4、超細柔性臍帶纜； 5、配置深度計和高度計，可實現自動定深操作； 6、配置電子羅盤，自動航向保持； 7、視頻與字符疊加，實時狀態顯示，屏幕菜單操作； 8、數字信號傳輸，減小信號失真； 9、簡易游戲操縱手柄控制； 137天津大學科技成果選編 10、富有美學設計理念的流線型機器造型，靜電噴漆外觀，硬質氧化水 下機身。 成果水平： 國際領先，已獲發明專利 應用范圍：微型纜控水下觀測機器人通過視頻搜索并觀察水下目標物，廣泛 應用于河壩巡檢、失事船只搜救、水下攝影、水上娛樂、水產養殖、江邊垂釣、 生態修復和艦船維護等。 市場分析及前景：該平臺可以廣泛應用于江河湖泊的深度測量測繪，水質監測、 水質取樣、大眾娛樂，視頻獲取等，科研做為大眾娛樂消費品或者兒童玩具進行 營銷，具有廣泛的科研、業務和大眾消費需求。 主要技術指標：主體長度：600mm 排水量：小于 18kg 最大航速：2m/s 下潛深度：200 米 投資規模：生產線、裝配車間等需要大約 100 萬的投資。 合作方式：技術轉讓，總價值 200 萬元。 19 透明海洋-智能化信息技術架構 20 透明海洋-遠距離大數據量海洋通信 21 水下激光通信技術 22 多維度海洋探測系統 23 海洋浮標自動監測系統 24 海洋物聯網技術 25 海底淤泥微生物燃料電池 26 重要海洋微生物（微藻）活性產物工程化技術研發

成果簡介： 纜控水下觀測機器人（ROV）是一型可以水面遙控水下運動，水下錄像水面 呈現的潛水器，水下機器人自身攜帶高強度水下光源以及高清晰廣角度攝像機。 中性浮力、低水阻力、超強拉力、多芯集成的超細柔性臍帶纜來實現水面監控單 元與水下機器人之間的數據、電源和視頻信號的傳輸。 技術特點：該微型纜控水下觀測機器人采用磁耦合傳動技術、直流載波技術、 超細中性浮力凱夫拉纜技術、自動航向保持和定深技術、高效水動力外形設計技 術，平臺具有極大的技術先進性。其操作簡便簡單，便攜小巧。 技術指標： 1、高分辨率彩色攝像頭，數字變焦與云臺控制； 2、3 個磁耦合推進器，方向和速度可調； 3、高亮度 LED 燈組； 4、超細柔性臍帶纜； 5、配置深度計和高度計，可實現自動定深操作； 135天津大學科技成果選編 6、配置電子羅盤，自動航向保持； 7、視頻與字符疊加，實時狀態顯示，屏幕菜單操作； 8、數字信號傳輸，減小信號失真； 9、簡易游戲操縱手柄控制； 10、富有美學設計理念的流線型機器造型，靜電噴漆外觀，硬質氧化水下機 身。成果水平：國際先進 應用范圍：微型纜控水下觀測機器人通過視頻搜索并觀察水下目標物，廣泛 應用于河壩巡檢、失事船只搜救、水下攝影、水上娛樂、水產養殖、江邊垂釣、 生態修復和艦船維護等。 市場分析及前景：該平臺可以廣泛應用于江河湖泊的深度測量測繪，水質監測、 水質取樣、大眾娛樂，視頻獲取等，科研做為大眾娛樂消費品或者兒童玩具進行 營銷，具有廣泛的科研、業務和大眾消費需求。 主要技術指標：主體長度：300mm 排水量：小于 2.8kg 最大航速：2m/s 下潛深度：100 米 投資規模：生產線、裝配車間等需要大約 100 萬的投資。 合作方式：技術轉讓，轉讓價格 200 萬。 

微型觀察級水下機器人：滿足江河湖泊和近海各種水下觀測應用要求。

本發明公開了一種水下裂蝕射流噴嘴，在閥體內的上部開有射流入口，中部開有從小至大圓錐形的振蕩腔，下部開有與振蕩腔連通的自激振蕩腔，射流入口振蕩腔與自激振蕩腔中心均位于同一軸線上；閥體左側開有一端與射流入口端部連通，另一端與振蕩腔底部的左回流腔連通的左反饋通道，閥體右側開有一端與射流入口端部連通，另一端與振蕩腔底部的右回流腔連通的右反饋通道。閥體左側開有與左反饋通道連通的左毛細氣孔，閥體右側開有與右反饋通道連通的右毛細氣孔。本發明通過兩種及以上空化形式的組合，在閥體內共振產生更多的氣泡，增強了射流噴嘴產生空化的能力，強化了空化射流的對靶體的沖蝕效果。本發明可用于如船只底部或海上采油平臺支架清洗。