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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The Laboratory Automation Plug & Play (LAPP) framework is an over-arching reference architecture concept for the integration of robots in life science laboratories. The plug & play nature lies in the fact that manual configuration is not required, including the teaching of the robots. In this paper a digital twin (DT) based concept is proposed that outlines the types of information that have to be provided for each relevant component of the system. In particular, for the devices interfacing with the robot, the robot positions have to be defined beforehand in a device-attached coordinate system (CS) by the vendor. This CS has to be detectable by the vision system of the robot by means of optical markers placed on the front side of the device. With that, the robot is capable of tending the machine by performing the pick-and-place type transportation of standard sample carriers. This basic use case is the primary scope of the LAPP-DT framework. The hardware scope is limited to simple benchtop and mobile manipulators with parallel grippers at this stage. This paper first provides an overview of relevant literature and state-of-the-art solutions, after which it outlines the framework on the conceptual level, followed by the specification of the relevant DT parameters for the robot, for the devices and for the facility. Finally, appropriate technologies and strategies are identified for the implementation.
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本文对地面农业机器人系统和应用进行了全面综述,并特别关注收获,涵盖研究,商业产品和结果及其能力技术。大多数文献涉及作物检测的发展,通过视觉及其相关挑战的现场导航。健康监测,产量估计,水状态检查,种子种植和清除杂草经常遇到任务。关于机器人收割,苹果,草莓,西红柿和甜辣椒,主要是出版物,研究项目和商业产品中考虑的农作物。据报道的收获农业解决方案,通常由移动平台,单个机器人手臂/操纵器和各种导航/视觉系统组成。本文回顾了报告的特定功能和硬件的发展,通常是运营农业机器人收割机所要求的;它们包括(a)视觉系统,(b)运动计划/导航方法(对于机器人平台和/或ARM),(c)具有3D可视化的人类机器人交流(HRI)策略,(d)系统操作计划&掌握策略和(e)机器人最终效果/抓手设计。显然,自动化农业,特别是通过机器人系统的自主收获是一个研究领域,它仍然敞开着,在可以做出新的贡献的地方提供了一些挑战。
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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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数字化和自动化方面的快速进步导致医疗保健的加速增长,从而产生了新型模型,这些模型正在创造新的渠道,以降低成本。 Metaverse是一项在数字空间中的新兴技术,在医疗保健方面具有巨大的潜力,为患者和医生带来了现实的经验。荟萃分析是多种促成技术的汇合,例如人工智能,虚拟现实,增强现实,医疗设备,机器人技术,量子计算等。通过哪些方向可以探索提供优质医疗保健治疗和服务的新方向。这些技术的合并确保了身临其境,亲密和个性化的患者护理。它还提供自适应智能解决方案,以消除医疗保健提供者和接收器之间的障碍。本文对医疗保健的荟萃分析提供了全面的综述,强调了最新技术的状态,即采用医疗保健元元的能力技术,潜在的应用程序和相关项目。还确定了用于医疗保健应用的元元改编的问题,并强调了合理的解决方案作为未来研究方向的一部分。
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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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为了在工业生产中更广泛地采用AI,足够的基础设施能力至关重要。这包括简化AI与工业设备的集成,对分布式部署,监视和一致的系统配置的支持。现有的IIOT平台仍然缺乏以开放的,基于生态系统的方式灵活整合可重复使用的AI服务和相关标准(例如资产管理壳或OPC UA)的功能。这正是我们采用高度可配置的基于低代码的方法来解决我们下一个级别的智能工业生产生产生产Ecosphere(IIP-Ecosphere)平台所解决的问题。在本文中,我们介绍了该平台的设计,并根据启用AI支持的视觉质量检查的演示者讨论了早期评估。在这项早期评估活动中,学到的见解和教训补充了这一点。
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Explainable Artificial Intelligence (XAI) is transforming the field of Artificial Intelligence (AI) by enhancing the trust of end-users in machines. As the number of connected devices keeps on growing, the Internet of Things (IoT) market needs to be trustworthy for the end-users. However, existing literature still lacks a systematic and comprehensive survey work on the use of XAI for IoT. To bridge this lacking, in this paper, we address the XAI frameworks with a focus on their characteristics and support for IoT. We illustrate the widely-used XAI services for IoT applications, such as security enhancement, Internet of Medical Things (IoMT), Industrial IoT (IIoT), and Internet of City Things (IoCT). We also suggest the implementation choice of XAI models over IoT systems in these applications with appropriate examples and summarize the key inferences for future works. Moreover, we present the cutting-edge development in edge XAI structures and the support of sixth-generation (6G) communication services for IoT applications, along with key inferences. In a nutshell, this paper constitutes the first holistic compilation on the development of XAI-based frameworks tailored for the demands of future IoT use cases.
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机器学习传感器代表了嵌入式机器学习应用程序未来的范式转移。当前的嵌入式机器学习(ML)实例化遭受了复杂的整合,缺乏模块化以及数据流动的隐私和安全问题。本文提出了一个以数据为中心的范式,用于将传感器智能嵌入边缘设备上,以应对这些挑战。我们对“传感器2.0”的愿景需要将传感器输入数据和ML处理从硬件级别隔离到更广泛的系统,并提供一个薄的界面,以模拟传统传感器的功能。这种分离导致模块化且易于使用的ML传感器设备。我们讨论了将ML处理构建到嵌入式系统上控制微处理器的软件堆栈中的标准方法所带来的挑战,以及ML传感器的模块化如何减轻这些问题。 ML传感器提高了隐私和准确性,同时使系统构建者更容易将ML集成到其产品中,以简单的组件。我们提供了预期的ML传感器和说明性数据表的例子,以表现出来,并希望这将建立对话使我们朝着传感器2.0迈进。
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即将开发我们呼叫所体现的系统的新一代越来越自主和自学习系统。在将这些系统部署到真实上下文中,我们面临各种工程挑战,因为它以有益的方式协调所体现的系统的行为至关重要,确保他们与我们以人为本的社会价值观的兼容性,并且设计可验证安全可靠的人类-Machine互动。我们正在争辩说,引发系统工程将来自嵌入到体现系统的温室,并确保动态联合的可信度,这种情况意识到的情境意识,意图,探索,探险,不断发展,主要是不可预测的,越来越自主的体现系统在不确定,复杂和不可预测的现实世界环境中。我们还识别了许多迫切性的系统挑战,包括可信赖的体现系统,包括强大而人为的AI,认知架构,不确定性量化,值得信赖的自融化以及持续的分析和保证。
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信号处理是几乎任何传感器系统的基本组件,具有不同科学学科的广泛应用。时间序列数据,图像和视频序列包括可以增强和分析信息提取和量化的代表性形式的信号。人工智能和机器学习的最近进步正在转向智能,数据驱动,信号处理的研究。该路线图呈现了最先进的方法和应用程序的关键概述,旨在突出未来的挑战和对下一代测量系统的研究机会。它涵盖了广泛的主题,从基础到工业研究,以简明的主题部分组织,反映了每个研究领域的当前和未来发展的趋势和影响。此外,它为研究人员和资助机构提供了识别新前景的指导。
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在过去的十年中,自动驾驶航空运输车辆引起了重大兴趣。这是通过空中操纵器和新颖的握手的技术进步来实现这一目标的。此外,改进的控制方案和车辆动力学能够更好地对有效载荷进行建模和改进的感知算法,以检测无人机(UAV)环境中的关键特征。在这项调查中,对自动空中递送车辆的技术进步和开放研究问题进行了系统的审查。首先,详细讨论了各种类型的操纵器和握手,以及动态建模和控制方法。然后,讨论了降落在静态和动态平台上的。随后,诸如天气状况,州估计和避免碰撞之类的风险以确保安全过境。最后,调查了交付的UAV路由,该路由将主题分为两个领域:无人机操作和无人机合作操作。
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边缘计算是一项有前途的技术,可以在需要瞬时数据处理的技术领域提供新功能。机器和深度学习等领域的研究人员对其应用程序进行了广泛的边缘和云计算,这主要是由于他们提供的大量计算和存储资源。目前,机器人技术也正在寻求利用这些功能,并且随着5G网络的开发,可以克服该领域的一些现有限制。在这种情况下,重要的是要知道如何利用新兴的边缘体系结构,当今存在哪些类型的边缘体系结构和平台,以及哪些可以并且应该基于每个机器人应用程序使用。一般而言,边缘平台可以以不同的方式实现和使用,尤其是因为有几个提供商提供或多或少提供的一组服务以及一些基本差异。因此,本研究针对那些从事下一代机器人系统开发的人解决了这些讨论,并将有助于理解每个边缘计算体系结构的优势和缺点,以便明智地选择适合每个应用程序的功能。
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MetaVerse,巨大的虚拟物理网络空间,为艺术家带来了前所未有的机会,将我们的身体环境的每个角落与数字创造力混合。本文对计算艺术进行了全面的调查,其中七个关键主题与成权相关,描述了混合虚拟物理现实中的新颖艺术品。主题首先涵盖了MetaVerse的建筑元素,例如虚拟场景和字符,听觉,文本元素。接下来,已经反映了诸如沉浸式艺术,机器人艺术和其他用户以其他用户的方法提供了沉浸式艺术,机器人艺术和其他用户中心的若干非凡类型的新颖创作。最后,我们提出了几项研究议程:民主化的计算艺术,数字隐私和搬迁艺术家的安全性,为数字艺术品,技术挑战等等的所有权认可。该调查还担任艺术家和搬迁技术人员的介绍材料,以开始在超现实主义网络空间领域创造。
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在本报告中,我们提出了在哥斯达黎加太平洋架子和圣托里尼 - Kolumbo Caldera Complex中,在寻找寿命中的寻找寿命任务中的自主海洋机器人技术协调,操作策略和结果。它作为可能存在于海洋超越地球的环境中的类似物。本报告侧重于ROV操纵器操作的自动化,用于从海底获取有针对性的生物样品收集和返回的。在未来的外星勘查任务到海洋世界的背景下,ROV是一个模拟的行星着陆器,必须能够有能力的高水平自主权。我们的田间试验涉及两个水下车辆,冰(Nui)杂交ROV的两个水下车辆(即,龙眼或自主)任务,都配备了7-DOF液压机械手。我们描述了一种适应性,硬件无关的计算机视觉架构,可实现高级自动化操作。 Vision系统提供了对工作空间的3D理解,以便在复杂的非结构化环境中通知操纵器运动计划。我们展示了视觉系统和控制框架通过越来越具有挑战性的环境中的现场试验的有效性,包括来自活性Undersea火山,Kolumbo内的自动收集和生物样品的回报。根据我们在该领域的经验,我们讨论了我们的系统的表现,并确定了未来研究的有希望的指示。
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风力涡轮机的评级能力提高的推力导致更大的发电机,更长的刀片和更高的塔。目前,风力涡轮机制造商提供了多达16兆瓦的风力涡轮机,在过去五年中,设计能力近60%。这些涡轮机的制造涉及组装巨大的组件。由于设计的频繁变化和涉及的各种任务,因此不可能使其成为劳动密集型的活动。但是,大型组件的处理和组装挑战了人类的能力。本文提出使用移动机器人助手来部分自动化风力涡轮机制造。机器人助手可以降低生产成本和更好的工作条件。该文章介绍了人类操作员有效执行风力涡轮机的机器人助手的开发。该案件来自领先的风力涡轮机制造商。开发的系统还适用于其他大型制造案件,涉及密集型手动工作。
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机场一直不断发展和采用数字技术,以提高运营效率,增强乘客经验,从现有基础设施产生辅助收入和提升能力。 Covid-19 Pandemase也挑战机场和航空利益相关者,以适应和管理新的业务挑战,例如促进非接触式旅游经验和确保业务连续性。使用行业4.0技术的数字化为机场提供机会,以解决与Covid-19大流行相关的短期挑战,同时也为未来的危机做准备未来的长期挑战。通过对102条有关文章的系统文献综述,我们讨论了当前在机场,相关挑战以及未来的研究方向上采用行业4.0技术的现状。本综述结果表明,行业4.0技术的实施正在慢慢获得机场环境的牵引力,并在发展未来机场的数字转型旅程中继续保持相关。
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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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机器人系统的长期自主权隐含地需要可靠的平台,这些平台能够自然处理硬件和软件故障,行为问题或缺乏知识。基于模型的可靠平台还需要在系统开发过程中应用严格的方法,包括使用正确的构造技术来实现机器人行为。随着机器人的自治水平的提高,提供系统可靠性的提供成本也会增加。我们认为,自主机器人的可靠性可靠性可以从几种认知功能,知识处理,推理和元评估的正式模型中受益。在这里,我们为自动机器人代理的认知体系结构的生成模型提出了案例,该模型订阅了基于模型的工程和可靠性,自主计算和知识支持机器人技术的原则。
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无线电接入网络(RAN)技术继续见证巨大的增长,开放式运行越来越最近的势头。在O-RAN规范中,RAN智能控制器(RIC)用作自动化主机。本文介绍了对O-RAN堆栈相关的机器学习(ML)的原则,特别是加强学习(RL)。此外,我们审查无线网络的最先进的研究,并将其投入到RAN框架和O-RAN架构的层次结构上。我们在整个开发生命周期中提供ML / RL模型面临的挑战的分类:从系统规范到生产部署(数据采集,模型设计,测试和管理等)。为了解决挑战,我们将一组现有的MLOPS原理整合,当考虑RL代理时,具有独特的特性。本文讨论了系统的生命周期模型开发,测试和验证管道,称为:RLOPS。我们讨论了RLOP的所有基本部分,包括:模型规范,开发和蒸馏,生产环境服务,运营监控,安全/安全和数据工程平台。根据这些原则,我们提出了最佳实践,以实现自动化和可重复的模型开发过程。
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