在不断发展的机器人领域，人机协作是机器人创新应用的重点。

在该篇文章中，将会介绍一系列来自于The University of Sydney、 Purdue University 、Meijo University等世界著名大学的学术论文。

这些论文深入探讨了大象机器人六轴协作机器人myCobot系列和智能移动底盘myAGV多维度应用，探索了人机协作实际应用和发展潜力的可能性。

下述学术论文综合论述了人工智能及机器人领域的两大方向：

前沿技术：包括深度学习、机器视觉、机械臂编程控制、人机协作和实时监测等。

先进系统：模块化机器人、可重构机器人、教育机器人和SLAM导航移动机器人

这些论文提供了对协作机器人领域和智能移动底盘领域研究、 应用的多维度视角。

专为爱好者、专业人士和研究人员量身定制，是了解机器人领域最新发展和创新的宝贵资源。

利用机器人和坐标测量机

实现质量控制流程的自动化

大学：Purdue University

作者：Alexander Hoang

本研究项目探讨了中小微企业（MSMEs）将机械臂整合到低产量生产线，以实现对零件的无缝转移至质量控制系统的可行性。

研究目的：在不干扰制造过程的情况下进行自动质量控制。它涉及到一个生产零件的注塑机，以及一个将这些零件传送到坐标测量机（CMM）进行检查的协作机器人系统。

研究表明，构建一个自动化的质量控制工作单元对中小微企业是有效的，主要任务包括对大象机器人 myCobot 320 M5机械臂进行编程和工作单元设计。

该系统在重新对准、移动和检查例行程序方面始终符合指标，展示了其有效性、适应性和模块化性。可以使用不同的集成开发环境（IDEs）、整合视觉系统，并通过使用不同的组件进行测试以提高多功能性。

高通量制造软磁性折纸机器人

作者：Shengzhu Yi 1,7, Liu Wang 2,7, Zhipeng Chen 1,7, Jian Wang 1, Xingyi Song 1, Pengfei Liu 1, Yuanxi Zhang 1, Qingqing Luo 1, Lelun Peng 1, Zhigang Wu 3, Chuan Fei Guo 4,5,6 & Lelun Jiang 1

本研究介绍了一种软磁性活性机器人的制造策略，实现了在生物医学机器人领域应用的磁控形状变化和运动。所提出的方法是利用折纸技术，通过自动化卷对卷加工将二维磁性片转变为三维软磁性活性机器人。

研究中展示了各种应用，包括具有按需展开和无线充电功能的大象机器人myCobot Pro 600协作机械臂、机械编码器、用于货物释放任务的四足机器人，以及磁性折纸艺术/手工制品。

折纸原理的引入使得机械臂可以高效创建具有定制几何形状的复杂结构。磁性片保持了可折叠性，同时提供了磁性响应。

该研究解决了自动折纸以保持形状和性能一致性的需求，建议未来的工作重点是开发一条用于折叠折纸的自动化生产线，以获得一致的结果。

基于电阻层成像技术的触觉传感器

具有力量校准的雅可比矢量修正方法

作者：Haofeng Chen, Xuanxuan Yang, Gang Ma, Xiaojie Wang

本文介绍了一种基于Jacobian矢量校正（JVC）的方法，用于对基于电阻层成像（EIT）的触觉传感器进行力的校准。

JVC方法通过基于Jacobian矢量构建一个缩放矢量，有效地解决了非均匀灵敏度分布的问题，确保在所有传感器位置上的灵敏度近似恒定。

通过对myCobot机械臂的幻影实验和传感器校准评估，验证了该方法在捕捉与位置无关的力信息方面的准确性。JVC方法提高了基于EIT的触觉传感器的实用性和适用性，提供了对力进行精确校准的能力，同时最小化了数据和控制参数。

这种力感测能力的提升使得基于EIT的触觉传感器在安全人机交互等应用中具有重要价值。

商业机械臂中近程传感器的集成

大学：Universitat Politècnica de Catalunya

作者：Gurwinder Singh Rani

该项目目的是将6个近程传感器集成到商业机械臂中，使用的是大象机器人myCobot 320 Pi机械臂，为其提供了6个自由度的近程传感，以增强与环境的交互。

项目包括学习机器人的基本操作，进行电子测试，并设计组件来安装传感器和控制电子设备。通过编程来控制机器人并处理传感器数据，实现了对传感器反馈的无缝集成到机器人动作中。

该项目实现了有效的障碍物检测和轨迹暂停，6个传感器能够有效地检测到其范围内的物体，并在必要时暂停机器人的轨迹，解决了I2C错误等挑战。

基于视觉的机器臂控制界面

用于从地板上拾取物体

大学：Mie University

作者：LaijunYang1，RyotaSakamoto2，NorihikoKato1，Ken’ichi Yano 1

本研究解决了高位脊髓损伤患者，特别是躯干功能受损者从地板上拾取物体时面临的挑战。研究人员提出了一种操作系统，该项目将 eye-in-hand系统与触摸屏界面结合，用于机械臂控制。

该系统使用户能够通过在触摸屏界面上绘制一条线来指定目标位置，从而实现对物体的高效抓取。与传统屏幕上的操纵杆相比，这种操作方式减轻了用户的身体负担。

该系统利用安装在电动轮椅上的6轴协作机械臂 myCobot 280 M5 搭配2D摄像头，使用户能够通过视觉指令从地板上拾取物体。

经实验比较表明，该系统显著减轻了用户的负担并提高了操作完成效率。该系统为躯干功能受损的患者提供了实用的解决方案，使他们能够独立取物而不依赖护理人员。

MetaPo：用于星际通信的

机器人Meta门户

作者：Takuro Yonezawa, Nozomi Hayashida, Kenta Urano, Johannes Przybilla, Yutaro Kyono

MetaPo，一种具有球形显示器、360°媒体输入/输出、大象机器人myCobot 6自由度机械臂和机械手的移动机器人，用于创建空间通信的统一模型。

MetaPo作为物理-物理、虚拟-虚拟和虚拟-物理空间之间的门户，为多个远程用户提供全景通信，并具备移动功能的沉浸式空间迁移。本文概述了MetaPo的概念和首个原型，包括其硬件和软件实现。

ROMI：用于监测重症监护病房患者的

实时光学数字识别嵌入式系统

作者：Sanghoon Jeon 1，Byuk Sung Ko 1，和Sang Hyuk Son 2

本文讨论了在COVID-19大流行期间尤其需要对重症监护室（ICU）患者进行持续监测的需求，其中非面对面监测至关重要。

提出的解决方案是ROMI，这是一个实时光学数字识别嵌入式系统，集成在一个由大象机器人myAGV和大象机器人myCobot 280机械臂组成的移动机器人中。

该系统使用Matlab Simulink开发，ROMI在alexnet上实现了0.989的高数字识别性能。并在NVIDIA GPU嵌入式平台上进行了实际部署。

该系统的潜在影响在于支持医护人员进行ICU的非面对面监测，确保更有效和及时地为患者提供护理。文章详细介绍了ROMI的开发、其功能以及在不同GPU平台上性能评估，强调了它在解决ICU患者监测挑战方面的重要性。

走向工业5.0的认知工厂

从概念到实施

作者：Wagner Augusto Aranda Cotta 1,2，Sergio lvan Lopes 1,3 和 Raquel Frizera Vassallo 2

本文通过在实验室中创建认知单元副本，探讨了工业5.0（I5.0）和智能系统（IS）的融合。研究着眼于人类与6轴协作机械臂myCobot 320 Pi之间的安全协作，解决了实施认知工厂的技术挑战。

开发的认知单元展示了OT和IT网络的集成、定制的通信模型以及设备的互操作性，可作为认知工厂应用的测试平台。

实验证实了系统的有效性，展示了其在如颜色识别和人体定位等任务中的准确性。它强调了认知工厂的变革潜力，为未来的研究提供了见解，并促进了工业5.0原则的发展。

由人类与机器人之间的

物理合作产生的统一感

作者：Takuro Sumida1, Sojiro Kamimura1 , Koaki Hasegawa1 , Michio Okada1 , Naoki Oshima2

本文深入探讨通过人类与机器人之间的协作努力来培养成就感和统一感。

作者介绍了“平衡板”（Balance Board），这是一个人与机器人进行物理交互的棋盘游戏，创造了人类与myCobot 280 M5 6轴协作机械臂之间的“并肩关系”。

该游戏建立了一个协作环境，在这个环境中，两者都共同合作，培养了一种统一感。本文详细介绍了棋盘游戏的开发，并概述了未来的互动实验，以验证有效沟通的重要性，包括语音和手势提示，以增强合作体验。

该项目的目的是促进人类与机器人之间和谐而富有成效的关系。

重新编程AGV以扩展其未来的

自动化和连接性

大学：Universitat Politècnica de Catalunya

作者：Miriam Conde Montoya

该项目的重点是通过AGV（智能移动底盘）使用MATLAB捕获和处理机器人的数据。主要目标是开发一个应用程序，展示myAGV对空间的二维映射，包括机器人相机捕获的图像，这些图像对应其运动模型的位置，以及AGV影像模型捕获的详细实际路线和图像。

该应用程序不仅可以可视化数据，还能使MATLAB熟练程度有限的用户也能轻松使用，使其成为各种项目的多功能工具。

最终，该项目成功实现了其主要目标，创建了一个用户友好的应用程序，使对MATLAB知识有限的个人能够可视化和分析特定项目中由AGV捕获的数据。

用于仓库应用的AGV机器人的

远程管理和控制系统

大学：Universitat Politècnica de Catalunya

作者：Marc Nueno Montolio

对于许多公司而言，仓库自动化已成为提高效率、降低成本和增加安全性的关键流程。该项目的重点是为仓库自动化量身定制的myAGV开发一种远程控制和管理系统。

在项目实施过程中，来自激光雷达、2D摄像头和传感器的实时数据使myAGV成功地实现了导航、货物运输和自动库存管理。

在一个平行实验中，评估了应用机械臂将产品转运到质量控制系统的可行性。该项目通过利用实时数据、实施ROS平台以及开发易于远程操作和自动库存的程序实现了其目标。

可协调空中放置物体机器人的

有形虚拟装配

作者：Li Zhang 1，Yizhe Liu 1，Huidong Bai 2，Qianyuan Zou 2，Zhuang Chang 2，Weiping He 1，Shuxia Wang 1，Mark Billinghurst 2

虚拟现实（VR）中的装配使用户能够沉浸式地将虚拟零件安装到现有的3D模型中。然而，在连接零件与虚拟模型时，用户无法真实地感受到触觉反馈。

本文提出了一种机器人应用的有形界面，通过机械臂动态移动物理结构，为在VR中持握手柄提供物理反馈，这使系统能够在虚拟装配过程中提供力量反馈。

物理支持与手柄之间的协作产生了逼真的物理力量反馈，为虚拟装配场景中的各种虚拟零件提供了有形的体验。作者们开发了一个原型系统，允许操作员通过将手柄放置在myCobot 320 6轴协作机械臂的匹配结构上，并在VR中将虚拟零件放置到其他模型上。

他们进行了用户评估，以探讨用户在虚拟装配任务中的表现和系统的可用性。结果表明，机器人应用的有形支持增加了任务完成时间，但显著提高了系统的可用性和存在感，带来更真实的触觉体验。

基于深度学习和双目视觉的

水果采摘机械臂控制系统应用

大学：Da-Yeh University 1，Hong-Sin-Ke Automatic Automation Co., Ltd. 2

作者：DENG-YUNG HUANG 1 and JING-MAU SHIU 2

本文侧重于通过利用计算机视觉和深度学习技术，为采摘机器人开发一种高效且经济的机械臂控制系统。所提出的系统集成了YOLOv5目标检测模型和OAK-D立体摄像头用于深度估计，实现了准确的物体定位，而无需依赖昂贵的距离传感器。

为增强系统的适应性，作者提出了YOLOv5模型的Fine-tuning训练，实现了对不同水果和场景的定制。其目标是将开发的系统嵌入边缘计算设备，实现轻量级负载以实现高效运行。

目标检测模型、双目摄像头和机械臂控制的组合确保了在各种使用场景中快速有效的泛化。实验结果表明，系统通过使用低成本传感器成功控制了机械臂，使其成为机械臂控制系统在广泛应用中的可行解决方案。

低成本轻量化机器人的计算系统设计

作者：Akhil Sathuluri，Anand Vazhapilli Sureshbabu，Jintin Frank，Maximilian Amm和Markus Zimmermann

本文讨论了对特定任务机器人不断增长的需求，强调了对协作机器人的偏好。它介绍了一种自上而下的计算设计策略，用于开发成本低、轻量化的模块化机器人。

该项目探索机器人模块的设计空间，并优化结构元素以显著减轻重量。

本文突显了非直观的机器人架构，并演示了与传统设计相比结构质量减轻了16%的成果。它引入了定制设计的模块，讨论了材料选择和制造选择，并提出了未来的研究方向。结论主张将该方法应用于工业规模的机器人，并为一般设计准则进行基准测试。

探索一种用于近距离人机协作的

独特设计工具

大学：The University of Sydney

作者：Yi Zhao，Lian Loke，Dagmar Reinhardt

该研究旨在填补设计工具在机器人和人机协作（HRC）任务中的设计者方面的空白。采用以研究为设计的方法，基于领导者-跟随者模型，打造了一种初步的HRC设计工具，专为近距离协作而设计。

该工具专为采用增强现实和多样的协作机器人进行共同绘图应用而设计，旨在为HRC社区提供新的见解。

深入探讨了设计工具中人机交互的维度，重点关注协作活动。通过研究为设计的方法构建，并通过研究设计方法进行细化，结合协作绘图的案例研究，HRC设计工具面向没有机器人开发经验的设计者。

它促进了对人机交互的探索和规范。未来工作包括用户研讨会，设计基于AR与myCobot 280 Pi 6轴协作机械臂协同绘图的项目，并基于迭代评估不断改进。

利用机械臂进行物联网安全性的

基础研究

大学：Meijo University

作者：Shu Takemoto 1, Yoshiya Ikezaki 2, Yusuke Nozaki 3, Masaya Yoshikawa 4

该论文讨论了在工业4.0中，物联网设备在工业系统中的不断集成，并强调在面对网络威胁时，对安全的物联网系统的需求。

论文突出了轻量级密码学竞赛在选择物联网潜在密码标准方面的作用，其中Ascon被选为标准化的加密算法。研究重点在于使用Ascon评估加密和身份验证技术，特别是在世界上最小和最轻的六自由度机械臂myCobot 280中，探究使用最先进的轻量级密码学保护物联网安全的方法。

研究调查了适用于myCobot 280的常见开发方案Python的通信方案，并使用Ascon实现了低延迟和安全的通信。研究在myCobot上进行了真实设备的评估，为物联网系统中安全通信的性能和实现提供了深入洞察。

使用行星齿轮系统的移动协作机器人的

机械设计

大学：Higher Technological Institute of Atlixco

作者：Ángel De la Cruz Martínez

本论文报告概述了一个协作移动机器人（Cobot）的设计过程，重点关注其机械结构。

Cobots被设计用于与人类在共享工作空间中进行交互，无需安全围栏，其应用范围从工业环境中的零件分类到风险检测等。该项目提出设计一个移动机器人，将6自由度协作机器人myCobot 280 Pi与行星齿轮系统相结合，高效地保持扭矩-速度特性。

这个项目是墨西哥国家技术研究所（TecNM）2022年资助的一个更大研究项目的一部分，旨在利用ARM微控制器和物联网通信系统等现代技术开发移动Cobot应用。所提出的机械设计采用行星齿轮系统，考虑了齿轮几何形状和支撑轴，提高了对传动系统的整体理解。

该项目被认为具有重要的实施和制造潜力，下一阶段将涉及物理开发和创建真实原型。

这个精选的学术论文集是一次穿越开创性研究的旅程，探索近距离人机协作的创新设计工具，以及商业机器人中近距离传感器的巧妙整合。

大象机器人将继续不断创新，提供优秀的机器人产品方案，以满足不断变化的市场需求，并积极拓展机器人应用场景。

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