美国电气与电子工程师协会（IEEEE）从专业视点，介绍 最近在瑞典斯德哥尔摩举办的“国际机器人与主动化大会”（ICRA）中的20种机器人技能，规划要点在于以立异计划处理现在机器人使用中的一些难题，首要会集在操控、传感、驱动、操作、抓握、义肢、人形机平衡、外骨骼、飞翔取物、人工智能、虚拟实践、安排微型机器人团队等方面。
1.以视觉触须传感来校准制图——仿生触须机器人
关于那些要在实践国际中长时刻作业的触觉机器人体系来说，能主动纠错校准是其坚持长时间安稳的条件，Bellabot便是这类机器人。它像个由许多“眼球”组成的大“复眼”，每个“眼球”伸出一根仿生触须，由电动人工肌肉驱动，经过摄像机供给视觉过错反应，还有一个规范的工业机器人操作台。
研究人员给它安装了仿照小脑功用的习惯性过滤模型，经过视觉触须传感图来校准操作差错，进步操作机器人定向运动的准确度。操作容错度或传感阵列危害都或许形成图画缺点，Bellabot能经过学习算法不断调整传感图中的缺点。
2.筋线驱动结构灵敏——弹性仿人类脊椎
人类脊椎由韧带、椎间盘和肌肉来坚持安稳性，强度高且滚动灵敏，仿照这样的功用有利于机器人在不知道环境中坚持机械安稳性。为此，研究人员提出一种依据有机硅和筋线来驱动的接连机制。
这种机制可用作机器人的颈部或躯干，更多会集在颈部。为了验证各项功用，研究人员规划了一个多自在度样机，经过弹性筋线仿照人类颈部运动，有助于将来规划机器人颈椎，还可作为一种测验渠道，开发相似机械的操控计划。
3.一起承当重负荷——微型机器人团队
这是个由许多小机器人组成的团队。研究人员提出了一种简略的核算模型，能猜测团队的全体最大拉力，预算每个小机器昆虫与地上互动的功用总和，比方在地上跑或走。
经过试验检测了三个团队，一种是以刚毛推动的小爬虫，一种是会慢走和快跑的6脚小昆虫，还有一种经过两个轮子运动的17克重微型多足机器人μTug，它们能一起承当重负荷。比方每个μTug能在本身约束内运作，6个一组发生的拉力就能逾越200牛顿。
4.筋线驱动抓握多种物体——可穿戴聚合物手套
这是一种由聚合物资料制作、筋线驱动的可穿戴机器手套，现在可套在拇指、食指、中指和手腕上，也叫做外手套体（Exo-GlovePoly）。在规划和制作上，这种外手套体还能依据不同人手的巨细做调整，维护使用者不受伤，并且透气性好，能嵌入特氟龙管来设备线路。
它有两个马达，一个在拇指，另一个在食指或中指。研究人员让一个健康志愿者做抓握试验，测验手套的机械功用，经过衔接型压力传感器和驱动机制，能抓握不同形状和巨细的物体。
5.能与环境互动坚持平衡——有腿机器人TORO
有腿的仿人机器人要能履行多种使命。它们要能与环境互动，遇到外部妨碍时能改动身体，一起还要坚持安稳和谐的平衡。
为此，研究人员提出一种新的操控办法，把多等级操控和平衡结合。他们在仿人机器人TORO身上仿照了这种办法。为了抵达恰当平衡，先把一切的使命力/力矩分配到终端受动器，然后依照使命等级映射到衔接空间。
6.多形式飞翔取物——带主动吸盘的飞翔器
研究人员给这款飞翔机器人安装了他们的专利技能——主动严密吸盘，一起考虑了负载真空泵等要素，处理了多形式飞翔取物的难题。使用吸附原理和部分触摸拉力，以被迫驱动的办法抓取不同形状的物体。这种主动吸附“抓手”还能用一个或多个吸盘，让飞翔器在抓取带着物体方面变得“文武双全”，比方先捉住一个不放，然后再抓第二个。
研究人员指出，飞翔器一般对分量约束十分灵敏，他们用了微泵真空发生器，但这给体系带来了新的应战。为了战胜这些难题，他们测验了吸盘规划有无任何漏缝、驱动力、最大抓握力，还测验了每个“抓手”零件的功用、飞翔器把力道传递给吸盘的才能、体系吸附歪斜外表的才能，最终测验了飞翔器用多个吸盘抓取多个物体的才能。
7.能自行移动的“松树”——TransHumUs移动机器渠道
TransHumUs呈现在最近举办的第56届威尼斯双年展上，是游荡在法国馆和绿堡公园的三棵会动的松树，本意是将树木从其固定的根部开释，展现自在生命的力气。
TransHumUs证明了先进的移动机器人技能还能对当代艺术开展做出奉献。在此次机器人大会上，研究人员从技能视点提醒了怎么让松树自在移动。其难点在于规划初始的机器渠道，让树木能依据本身的推陈出新移动。
8.能复原暗影区躲藏的形状——新式场景东西
用机器人来进行移动绘图时，要生成交互式静态地图会受到暂时呈现的物体搅扰，如过往车辆、行人、自行车等。对此，研究人员的处理计划是使用一系列激光点云，填充移动物体在现场形成的稠密暗影空缺。关于那种资源受限，只允许单向映射绘图的特别当地，这种场景东西十分有价值。
研究人员使用一种杂乱的专业TSDF函数在三维像素网格中处理激光扫描，然后用总变量（TV）调整因子结合一种专业术语的数据，刺进丢掉的外表图形。研究人员称，这项技能能填充约20平方米被移动物体掩盖而丢掉的面积，重建后差错规模为5.64到9.24厘米。
9.指尖上的类传感器——多手指的集成操控机器手臂
尽管现在这个机器手臂只要3根手指，但每个手指能独立运动，极端灵敏。研究人员使用装在指尖的类传感器，规划了一种集成操控的机器手臂，将手指、手和手臂结组成一个操控全体，能用抓取方针给指尖定位，敏捷操控整个手臂的方位和姿态。
当手的方位和姿态犯错，无法只经过指尖运动操控时，能够经过手臂来调整过错，变得更平衡后跟从指尖抓取方针。这种规划可防止抓取失利的状况，比方抓物体时却把方针碰到一边，或许把物体碰翻在地。操控手臂和手还能纠正几厘米的方位差错，比方放在作业台上的某个物体，其方位相关于机器手臂是不确定的，能够装上像Kinect那样廉价的光学传感器，只需供给较大略的图画数据，就能让它捉住方针。
10.逆向运动学加六自在度新规划——灵敏如蛇的手持机器臂
这种手持机器臂是一种新的6-DoF（六自在度）电缆驱动使命操作杆。使用一对结合的筋腱，让机器臂的运动形式根本完结了最优化，具有最大的速度和最大的空间装备，一起减小了手臂的全体质量。
逆向运动学计划是把6-DoF问题分成了2个3-DoF问题，逐级分解再把成果兼并，展现的机器臂有一个关节是冗余的，其实是一种5-DoF计划。这种空间发掘式规划最终使全体结构强度最大，而衔接关节质量最小。这种规划还能改进非手持式筋线操作杆，把每个自在度所需的驱动器削减到1个。它可用于环路操控，帮机器人更简略挨近方针。
11.轻质低能耗操控板和绷簧驱动器——最舒适的外骨骼
在外骨骼设备中，操控板能进步绷簧或驱动器的功用。研究人员规划了一种质量轻、耗电少的操控板，用来操控外骨骼脚踝部位的绷簧。这种操控板是两张薄薄的电极片，涂有一层介质资料，经过静电吸附在一起。每片仅重1.5克，可接受100牛顿的力，能在不到30毫秒内改动状况。
研究人员把操控板和绷簧串联在一起，每个操控绷簧重26克，再将多个绷簧并联，能够别离调整它们的硬度。经过调整绷簧数量，体系能够发生6个等级的硬度，力度从14到501牛顿。
12.差异给料操控边角匹配——会主动调整布料的缝纫机
这是一种用在主动缝纫体系中的新式操控办法，能独立操控缝纫单位的给料，协助缝纫机匹配布料边角部分，习惯资料形状的不确定和长度改动。使用这种操控办法，能够经过端点检测，独立操控上下两部分的给料速度，使两块布料坚持对等。研究人员一起还提出了不同的纠正差错计划，并进行了试验。
13.与虚拟实践结合——空间引导定位机器臂
这是一款使用虚拟实践（VR）或增强实践（AR）眼镜履行定位操作的处理计划。在这一规划中，研究人员处理了怎么供给信息反应，引导手持机器臂完结空间定位的使命。把前面介绍的6-DoF或5-DoF手持式机器臂和VR或AR立体眼镜结合，眼镜视域中会呈现一个箭头符号，指示人工操作杆和机器臂应该抵达的方位，经过比较试验，用机器臂定位操作比人工操作杆作用更好。
14.经过五万次试验学习挑选物品——人工智能办理
这款人工智能模型使用机器学习算法不断探究人类标签数据库，经过5万次抓取试验，练习神经网络（CNN）猜测抓取方位，挑选抓取特定的方针物体。
15.闭路操控的触摸变形胶体——新式触觉变形外表
在以往用于触觉和柔软机器人中的颗粒胶体设备中，形状改动一般由人来直接操控，是开放式的。研究人员展现的新式触觉胶体外表，由12块摆放在一起的胶体单位组成，能一致改动形状和力学性质。他们规划了一种新算法，在这种触觉胶体外表上测验了三种驱动指令，并经过传感器供给的深度图，监督闭路操控的形状改动。
16.“向日葵”式太阳能电池板——双轴机器人渠道SoRo-Track
SoRo-Track模型是一种双轴的柔软机器人驱动器（SRA），能够像向日葵那样随阳光改动方向，作为一种主动调理的光伏太阳能电池支撑渠道，并能与建筑物结合在一起。
研究人员指出，与传统驱动器，如直流马达、水压发动机或气压活塞比较，SRA体系越来越受欢迎，其质量柔软、形状简略、功率分量比高、抗搅扰性强，能习惯外部振荡和晦气环境条件，并且规划灵敏，简略调理，本钱较低。
17.结合三个旋转扫描镜的旋镜3——超广角高速监控器
旋转镜是一种新式光学高速监控器，战胜了以往高速监控器视界规模（小于60°）的约束。最新一款称为旋镜3，由3个主动旋转镜组成，能完结超广角监控，理论视界规模抵达360°。
依据这一机制开发的旋镜3样机，平面方向的实践视界规模逾越260°，能在10毫秒内快速反应。此外，样机结合了1000英尺/秒的高速视觉体系，能完结高速盯梢监控。研究人员专门开发了视觉盯梢算法，能毫不费力地盯梢抓拍到被两个人打来打去的乒乓球。
18.上下回旋扭转、翻滚自旋样样行——全方位飞翔器模型
研究人员经过静态力和力矩剖析，规划了一种6个自在度的新式飞翔器，外观是一个立方体结构，内部合理地排布着8个螺旋桨，使飞翔器的灵敏度抵达最大。它不仅能在空中平稳地上下飞翔，前后旋转，还能自己前后翻滚，左右自旋。
19.五自在度的磁控微型机器人——旋转永磁体操控渠道
经过电磁驱动体系操控的微型机器人，在生物医疗和微流设备中有着宽广使用远景。研究人员规划了一种磁控设备样机，由8个较大的旋转永磁体组成阵列，能以5个自在度准确遥控简略的无绳微磁体，准确程度抵达亚毫米级。在演示中，这一体系能发生恣意方向的场和梯度场，操控250微米的微磁体按使命途径运动，准确度抵达39微米。
20.夸大动作逗人发笑——喜剧演员机器人
这种机器人能做出诙谐夸大的动作，逗人发笑，有望用来防备或医治精神疾病。研究人员指出，笑很难成为一种有用的医疗办法，由于人们至今没有彻底了解笑的机制。非言语的诙谐扮演或许逾越文明和言语，因而逗笑机器人有助于提醒人们为何会发笑。
研究人员对喜剧演员的夸大动作进行了专门核算，提出一种人形手臂规划，具有灵敏的轻质关节，经过双发动机驱动，能在宽广空间敏捷挥舞运动。
