圆角焊接是该行业中最广泛类型的焊接之一，仍然通过接触手动或自动进行。本文旨在描述具有U和L形结构的非接触式圆角焊接机器人的在线编程系统，这响应了第四工业革命的需求。在本文中，作者提出了一种在线机器人编程方法，其消除了传统上在机器人焊接中执行的不必要步骤，使得操作者仅执行三个步骤来完成焊接任务。首先，选择焊接件。然后，进入焊接参数。最后，它将自动生成的程序发送到机器人。该系统最终设法在比比较方法更有效的准备时间中使用所提出的方法进行圆角焊接任务。为此，除了六个轴工业机器人手臂之外，还使用了与其他系统相比使用减少数量的组件，例如结构化光3D相机，两个计算机和集中器。系统的操作复杂性尽可能减少。据作者所知，没有能够执行圆角焊接过程的在线机器人编程系统的科学或商业证据，简化了该过程，使其对操作员完全透明，并在行业4.0范例中陷入框架。它的商业潜力主要在于一种能够适应任何工业圆角焊接工作和任何可以容纳它的支架的柔性系统中的简单和低成本。
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目前，大多数社会机器人通过传感器与周围环境和人类相互作用，这些传感器是机器人的组成部分，这限制了传感器，人机相互作用和互换性的可用性。在许多应用中需要一种适合许多机器人的可穿戴传感器衣服。本文介绍了一个经济实惠的可穿戴传感器背心，以及带有物联网（物联网）的开源软件架构，用于社会人形机器人。背心由触摸，温度，手势，距离，视觉传感器和无线通信模块组成。 IOT功能允许机器人与人类和互联网一起与人类交互。设计的体系结构适用于任何具有通用图形处理单元（GPGPU），I2C / SPI总线，Internet连接和机器人操作系统（ROS）的任何社交机器人。此架构的模块化设计使开发人员能够轻松地添加/删除/更新复杂行为。所提出的软件架构提供IOT技术，GPGPU节点，I2C和SPI总线管理器，视听交互节点（语音到文本，文本到语音和图像理解），以及行为节点和其他节点之间的隔离。所提出的IOT解决方案包括机器人中的相关节点，RESTful Web服务和用户界面。我们使用HTTP协议作为与Internet的社会机器人双向通信的手段。开发人员可以在C，C ++和Python编程语言中轻松编辑或添加节点。我们的架构可用于为社会人形机器人设计更复杂的行为。
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增加制药实验室和生产设施的自动化水平起着至关重要的作用。然而，这一领域的特殊要求使其挑战适应其他行业中存在的尖端技术。本文概述了相关方法以及如何在制药行业中使用，特别是在发展实验室中。最近的进步包括能够处理能够处理复杂任务的灵活移动机械手。然而，由于接口的多样性，将来自许多不同供应商的设备集成到端到端的自动化系统中是复杂的。因此，在本文中考虑了各种标准化方法，提出了一种概念来进一步服用一步。该概念使具有视觉系统的移动操纵器能够“学习”每个设备的姿势，并利用来自通用云数据库的条形码 - 获取接口信息。该信息包括控制和通信协议定义以及操作设备所需的机器人操作的表示。为了定义与设备相关的动作，设备必须具有 - 除了条形码 - 作为标准的基准标记。在随访论文中的适当研究活动之后，将详细阐述该概念。
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工业机器人的机器人编程方法是耗时的，并且通常需要运营商在机器人和编程中具有知识。为了降低与重新编程相关的成本，最近已经提出了使用增强现实的各种接口，为用户提供更直观的手段，可以实时控制机器人并在不必编码的情况下编程它们。但是，大多数解决方案都要求操作员接近真正的机器人的工作空间，这意味着由于安全危险而从生产线上移除它或关闭整个生产线。我们提出了一种新颖的增强现实界面，提供了用户能够建模工作空间的虚拟表示，该工作空间可以被保存和重复使用，以便编程新任务或调整旧任务，而无需与真正的机器人共同定位。与以前的接口类似，操作员随后可以通过操纵虚拟机器人来实时地控制机器人任务或控制机器人。我们评估所提出的界面与用户学习的直观和可用性，其中18名参与者为拆卸任务编写了一个机器人操纵器。
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通过智能连接设备，技术正在逐步重塑国内环境，提高家庭安全和整体环境质量。然而，人口转移和流行病最近展示导致他们房屋中的老年人隔离，产生了可靠的辅助人物的需求。机器人助理是国内福利创新的新前沿。老年人监测只是一个可能的服务应用之一，智能机器人平台可以处理集体福祉。在本文中，我们展示了一个新的辅助机器人，我们通过模块化的基于层的架构开发，使灵活的机械设计与最先进的人工智能进行了灵活的人工智能，以便感知和声音控制。关于以前的机器人助手的作品，我们提出了一个设置有四个麦粉轮的全向平台，这使得自主导航与杂乱环境中的有效障碍物避免。此外，我们设计可控定位装置，以扩展传感器的视觉范围，并改善对用户界面的访问以进行远程呈现和连接。轻量级深度学习解决方案，用于视觉感知，人员姿势分类和声乐命令完全运行机器人的嵌入式硬件，避免了云服务私有数据收集产生的隐私问题。
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While the capabilities of autonomous systems have been steadily improving in recent years, these systems still struggle to rapidly explore previously unknown environments without the aid of GPS-assisted navigation. The DARPA Subterranean (SubT) Challenge aimed to fast track the development of autonomous exploration systems by evaluating their performance in real-world underground search-and-rescue scenarios. Subterranean environments present a plethora of challenges for robotic systems, such as limited communications, complex topology, visually-degraded sensing, and harsh terrain. The presented solution enables long-term autonomy with minimal human supervision by combining a powerful and independent single-agent autonomy stack, with higher level mission management operating over a flexible mesh network. The autonomy suite deployed on quadruped and wheeled robots was fully independent, freeing the human supervision to loosely supervise the mission and make high-impact strategic decisions. We also discuss lessons learned from fielding our system at the SubT Final Event, relating to vehicle versatility, system adaptability, and re-configurable communications.
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本文介绍了Cerberus机器人系统系统，该系统赢得了DARPA Subterranean挑战最终活动。出席机器人自主权。由于其几何复杂性，降解的感知条件以及缺乏GPS支持，严峻的导航条件和拒绝通信，地下设置使自动操作变得特别要求。为了应对这一挑战，我们开发了Cerberus系统，该系统利用了腿部和飞行机器人的协同作用，再加上可靠的控制，尤其是为了克服危险的地形，多模式和多机器人感知，以在传感器退化，以及在传感器退化的条件下进行映射以及映射通过统一的探索路径计划和本地运动计划，反映机器人特定限制的弹性自主权。 Cerberus基于其探索各种地下环境及其高级指挥和控制的能力，表现出有效的探索，对感兴趣的对象的可靠检测以及准确的映射。在本文中，我们报告了DARPA地下挑战赛的初步奔跑和最终奖项的结果，并讨论了为社区带来利益的教训所面临的亮点和挑战。
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实现自动化车辆和外部服务器，智能基础设施和其他道路使用者之间的安全可靠的高带宽低度连通性是使全自动驾驶成为可能的核心步骤。允许这种连接性的数据接口的可用性有可能区分人造代理在连接，合作和自动化的移动性系统中的功能与不具有此类接口的人类操作员的能力。连接的代理可以例如共享数据以构建集体环境模型，计划集体行为，并从集中组合的共享数据集体学习。本文提出了多种解决方案，允许连接的实体交换数据。特别是，我们提出了一个新的通用通信界面，该界面使用消息排队遥测传输（MQTT）协议连接运行机器人操作系统（ROS）的代理。我们的工作整合了以各种关键绩效指标的形式评估连接质量的方法。我们比较了各种方法，这些方法提供了5G网络中Edge-Cloud LiDAR对象检测的示例性用例所需的连接性。我们表明，基于车辆的传感器测量值的可用性与从边缘云中接收到相应的对象列表之间的平均延迟低于87毫秒。所有实施的解决方案均可为开源并免费使用。源代码可在https://github.com/ika-rwth-aachen/ros-v2x-benchmarking-suite上获得。
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本文介绍了CAIR的设计和实施：为社会机器人和其他对话代理而设计的基于知识的自主互动的云系统。该系统对于低成本机器人和设备特别方便。为开发人员提供了一种可持续的解决方案，可以通过网络连接来管理口头和非语言互动，约有3,000个对话主题可以进行“闲聊”，并提供了一个预先煮熟的计划库，只需要将其接地到机器人的库中物理能力。该系统的结构为一组REST API端点，因此可以通过添加新的API来轻松扩展它，以提高连接到云的客户端的功能。该系统的另一个关键功能是它旨在使客户的开发变得直接：这样，可以轻松地赋予多个设备与用户自主交互的能力，了解何时执行特定的操作并利用云服务提供的所有信息。文章概述并讨论了为评估系统响应时间的性能而执行的实验结果，为研究和市场解决方案铺平了道路。提供了与ROS的客户的存储库的链接，并提供了诸如Pepper和Nao之类的流行机器人的链接。
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机器人操作系统（ROS）为涉及生产任务，提高生产力和简化人类运营的各个领域的自动化带来了极大的自动化潜力。但是，ROS高度依赖交流，但缺乏安全的数据共享机制。确保多机器人之间的机密数据交换在多机器人交互中提出了重大挑战。在本文中，我们介绍了Authros，这是一个安全且方便的授权框架，用于ROS节点，具有绝对安全性和基于私人以太坊网络和SM算法的高可用性。据我们所知，Authros是装有ROS的机器人的第一个安全数据共享框架。该框架可以满足ROS节点之间交换机密数据的不可变性和安全性的要求。此外，提出了授权和身份验证的机制，以在没有第三方的情况下进行原子执行以确保值得信赖的数据交换。 SM2密钥交换和SM4授权加密机制均已提出用于数据传输安全性。还实施了数据摘要上传方案，以提高以太坊网络上数据查询和上传的效率。实验结果表明，它可以从6.34ms的800KB加密数据中生成摘要。通过安全分析，Authros实现了安全的数据交换，数据操作检测和节点锻造攻击保护。
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培训和测试监督对象检测模型需要大量带有地面真相标签的图像。标签定义图像中的对象类及其位置，形状以及可能的其他信息，例如姿势。即使存在人力，标签过程也非常耗时。我们引入了一个新的标签工具，用于2D图像以及3D三角网格：3D标记工具（3DLT）。这是一个独立的，功能丰富和跨平台软件，不需要安装，并且可以在Windows，MacOS和基于Linux的发行版上运行。我们不再像当前工具那样在每个图像上分别标记相同的对象，而是使用深度信息从上述图像重建三角形网格，并仅在上述网格上标记一次对象。我们使用注册来简化3D标记，离群值检测来改进2D边界框的计算和表面重建，以将标记可能性扩展到大点云。我们的工具经过最先进的方法测试，并且在保持准确性和易用性的同时，它极大地超过了它们。
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软件体系结构定义了大型计算系统的蓝图，因此是设计和开发工作的关键部分。在移动机器人的背景下，对此任务进行了广泛的探索，从而导致了大量参考设计和实现。由于软件体系结构定义了实现所有组件的框架，因此自然是移动机器人系统的一个非常重要的方面。在本章中，我们概述了特定问题域（移动机器人系统）对软件框架强加的要求。我们讨论了一些当前的设计解决方案，提供了有关共同框架的历史观点，并概述了未来发展的方向。
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机器人在社会中取得了相关性，越来越越来越关注关键任务。尽管如此，机器人安全性被低估了。机器人安全性是一种复杂的景观，通常需要一个跨纪的横向落后的横向学科视角。要解决此问题，我们介绍了机器人安全框架（RSF），一种方法，用于在机器人中执行系统安全评估。我们提出，调整和开发特定术语，并提供了在四个主要层次（物理，网络，固件和应用程序）之后实现整体安全评估的指南。我们认为现代机器人应视为同样相关的内部和外部沟通安全。最后，我们倡导“通过默默无闻的安全”。我们得出结论，机器人中的安全领域值得进一步的研究努力。
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从事协作活动的人类自然能够通过多模式交流将其意图传达给队友，这是由明确和隐性的提示组成的。同样，可以通过使机器人能够通过多个沟通渠道将其意图传达给人类队友，从而实现更自然的人类机器人协作形式。在本文中，我们假设如果协作机器人能够以直观的方式将他们的动作预期到人类队友，则可以进行更好的沟通。为了支持这种说法，我们提出了一个机器人系统的架构，通过该架构，机器人可以通过该架构将计划的动作传达给人类队友，以利用由现代头部安装的显示器提供支持的混合现实接口。具体而言，在人类队友的角度叠加到真正的机器人的机器人全息图显示了机器人的未来运动，使人类可以事先理解它们，并可能以适当的方式对它们做出反应。我们进行了初步的用户研究，以评估复杂的协作任务中提出的预期可视化的有效性。实验结果表明，通过采用这种预期的沟通模式可以改善和自然的协作。
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密切的人类机器人互动（HRI），尤其是在工业场景中，已经对结合人类和机器人技能的优势进行了广泛的研究。对于有效的HRI，应质疑当前可用的人机通信媒体或工具的有效性，并应探讨新的交流方式。本文提出了一个模块化体系结构，允许人类操作员通过不同的方式与机器人互动。特别是，我们使用智能手表和平板电脑分别实施了架构来分别处理手势和触摸屏输入。最后，我们在这两种方式之间进行了比较用户体验研究。
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一项富有成果的合作是基于彼此技能的相互知识，以及传达自己的限制并提出替代方案以使任务执行到合作者的能力的可能性。本文旨在通过提出一种新颖的沟通控制体系结构来在人机协作环境中复制这种情况。利用控制屏障功能，机器人知道其（动态）技能和限制，并且由于本地预测指标，它能够评估是否可以执行请求的任务，如果没有，则可以通过放松来提出替代方案一些约束。控制器与通信基础架构相连，该基础架构使人类和机器人能够建立有关任务的双向交流，并对人类进行有关机器人行为的明智决定。提出了比较实验验证。
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机器人模拟一直是机器人领域研发的组成部分。模拟消除了通过启用机器人的应用测试来快速，负担得起的，而无需遭受机械或电子误差而进行机器人应用测试，从而消除了对传感器，电动机和实际机器人物理结构的可能性。通过虚拟现实（VR）模拟，通过提供更好的环境可视化提示，为与模拟机器人互动提供了更具吸引力的替代方法，从而提供了更严肃的体验。这种沉浸至关重要，尤其是在讨论社交机器人时，人类机器人相互作用（HRI）领域的子区域。在日常生活中，机器人的广泛使用取决于HRI。将来，机器人将能够与人们有效互动，以在人类文明中执行各种任务。在个人工作空间开始扩散时，为机器人开发简单且易于理解的接口至关重要。因此，在这项研究中，我们实施了一个使用现成的工具和包装的VR机器人框架，以增强社交HRI的研究和应用开发。由于整个VR接口是一个开源项目，因此可以在身临其境的环境中进行测试，而无需物理机器人。
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人类机器人相互作用（HRI）对于在日常生活中广泛使用机器人至关重要。机器人最终将能够通过有效的社会互动来履行人类文明的各种职责。创建直接且易于理解的界面，以与机器人开始在个人工作区中扩散时与机器人互动至关重要。通常，与模拟机器人的交互显示在屏幕上。虚拟现实（VR）是一个更具吸引力的替代方法，它为视觉提示提供了更像现实世界中看到的线索。在这项研究中，我们介绍了Jubileo，这是一种机器人的动画面孔，并使用人类机器人社会互动领域的各种研究和应用开发工具。Jubileo Project不仅提供功能齐全的开源物理机器人。它还提供了一个全面的框架，可以通过VR接口进行操作，从而为HRI应用程序测试带来沉浸式环境，并明显更好地部署速度。
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机器人布操作是自动机器人系统的相关挑战性问题。高度可变形的对象，因为纺织品在操纵过程中可以采用多种配置和形状。因此，机器人不仅应该了解当前的布料配置，还应能够预测布的未来行为。本文通过使用模型预测控制（MPC）策略在对象的其他部分应用动作，从而解决了间接控制纺织对象某些点的配置的问题，该策略还允许间接控制的行为点。设计的控制器找到了最佳控制信号，以实现所需的未来目标配置。本文中的探索场景考虑了通过抓住其上角，以平方布的下角跟踪参考轨迹。为此，我们提出并验证线性布模型，该模型允许实时解决与MPC相关的优化问题。增强学习（RL）技术用于学习所提出的布模型的最佳参数，并调整所得的MPC。在模拟中获得准确的跟踪结果后，在真实的机器人中实现并执行了完整的控制方案，即使在不利条件下也可以获得准确的跟踪。尽管总观察到的误差达到5 cm标记，但对于30x30 cm的布，分析表明，MPC对该值的贡献少于30％。
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在迅速增长的海上风电场市场中出现了增加风力涡轮机尺寸和距离的全球趋势。在英国，海上风电业于2019年生产了英国最多的电力，前一年增加了19.6％。目前，英国将进一步增加产量，旨在增加安装的涡轮机容量74.7％，如最近的冠村租赁轮次反映。通过如此巨大的增长，该部门现在正在寻求机器人和人工智能（RAI），以解决生命周期服务障碍，以支持可持续和有利可图的海上风能生产。如今，RAI应用主要用于支持运营和维护的短期目标。然而，前进，RAI在海上风基础设施的全部生命周期中有可能发挥关键作用，从测量，规划，设计，物流，运营支持，培训和退役。本文介绍了离岸可再生能源部门的RAI的第一个系统评论之一。在当前和未来的要求方面，在行业和学术界的离岸能源需求分析了rai的最先进的。我们的评论还包括对支持RAI的投资，监管和技能开发的详细评估。通过专利和学术出版数据库进行详细分析确定的关键趋势，提供了对安全合规性和可靠性的自主平台认证等障碍的见解，这是自主车队中可扩展性的数字架构，适应性居民运营和优化的适应性规划人机互动对人与自治助理的信赖伙伴关系。
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