陈卫东,博士,现任上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系教授,博士生导师,自动化系主任,机器人与智能信息处理研究所所长。
教育及工作经历:
1990年于哈尔滨工业大学控制工程系获得学士。
1993年于哈尔滨工业大学控制工程系获得硕士学位。
1996年于哈尔滨工业大学机器人研究所获得博士学位(师从蔡鹤皋院士从事机器人控制的研究)。
1996年进入上海交通大学自动控制博士后流动站。
1998年出站留校任教,1998年被聘为电子信息与电气工程学院自动化系副教授,现任机器人与智能信息处理研究所所长。
2003年至2004年在美国俄亥俄州立大学电气工程系访问副教授。
2004年当选上海市曙光学者.
2007年当选教育部新世纪优秀人才。
学术兼职:
1、IEEE Member, RAS (Robotics and Automation Society)。
2、RoboCup China Committee委员。
3、中国人工智能学会青年工作委员会副主任,2008。
4、中国自动化学会机器人竞赛工作委员会常委委员。
5、中国自动化学会智能自动化专业委员会委员。
6、中国机械工程焊接学会机器人与自动化专业委员会委员。
7、中国宇航学会机器人专业委员会委员。
8、Program Committee Member: IEEE/RSJ IROS2006, IEEE ICIC2006/2007/2008, IEEE WCICA2008/2009/2010, IEEE ICIA2008/2009/2010, IEEE ROBIO2009
9、Exhibits Chair: The 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2011), Shanghai, China, May 9-13, 2011.
主讲课程:
研究生课程:《机器人学与控制》
工程硕士课程:《机电控制与自动化》
科技创新课程:《智能机器人开发与实践》
国际合作课程:The ShanghAI Lectures
培养研究生情况:
资料更新中……
研究方向:
主要研究方向包括:智能机器人、多机器人协调与合作、临场感与遥操作、先进机电控制
1、智能机器人:主要研究移动机器人的控制与规划技术
主要研究内容包括:自主机器人的混合控制、基于软计算(强化学习、神经网络和演化计算)的控制与规划、基于视觉的导航与跟踪、自定位与地图创建(采用视觉、激光雷达与声纳传感器)。
原型样机(系统)包括:
“ Frontier-I ”自主移动机器人:在“交龙 1 号”的基础上,全面改进了控制系统、传感器系统、操作手等关键技术,研发了 OmniView 全方位视觉系统、 Frontier-API 机器人开放式开发环境、 SmartVision 通用视觉软件等自主知识产权设备和软件。采用该型号机器人的交龙机器人足球队夺得了2003中国机器人竞赛的2项冠军。
交龙1号自主移动机器人:主持设计了具有自主知识产权的全自主移动机器人交龙1号,其主要子系统包括:多目标实时彩色视觉系统、USB视觉系统、 多传感器信息融合系统、实时决策与控制系?quot;和多机器人无线网络通讯系统等。基于此平台建立的机器人足球队夺得了2002中国机器人竞赛的2项冠军。
精密1号精密装配机器人:参加我国自行研制的第一台直接驱动智能精密装配机器人(863计划型号样机)的研制和产品化研究,改进精密1号的实时控制系统,提高了其实时性、稳定性和可靠性。
2、多机器人协调与合作:针对非结构环境下多移动机器人的团队作业,研究内容包括:多移动机器人协作系统的体系结构、多移动机器人协作的策略、分布式规划和控制中的智能技术与学习方法、基于综合传感信息的环境识别以及多移动机器人协作系统的通用软件平台实现,该平台适用于不同类型的移动机器人系统在非结构环境下完成各种复杂任务。
原型样机(系统)包括:
多机器人编队:由3台Pioneer2/DX组队,进行了障碍物环境下的多机器人编队控制实验,实现了基于传感器信息共享的运动协调,这是一种行为级的协调机制,实验结果证明了控制策略的有效性。
机器人清洁队:采用4台Pioneer2/DX机器人组成的机器人清洁队,在一个随机放置垃圾的场地上,完成垃圾搜索、捡拾、装车、运输、卸车等一系列作业任务。所有过程中机器人完全自主,清洁工与清洁车机器人分工合作,体现出较高的团队智能。在2000年7月召开的第三届亚洲控制会议期间,为国内外代表进行了公开演示表演。
机器人足球队:RoboCup和FIRA的全自主中型组项目是典型的多机器人合作与对抗任务,其环境具有强烈的动态特性和不确定性,是评价机器人和人工智能研究水平的公认平台。上海交大机器人足球队包括5台自主研发的交龙机器人。在近两年的国内外比赛中多次获得冠军。
3、 临场感与遥操作:主要研究内容包括:主从遥控机械臂的双向控制、力觉临场感、基于无线网络的移动机器人共享控制(遥自主)和多移动机器人团队的遥自主系统。
原型样机(系统)包括:
空间机器人地面试验平台-主从遥控机器人系统
多移动机器人团队的遥自主系统
4、 先进机电控制:主要研究内容包括:机械臂的力控制、多轴运动控制、彩色宽幅喷绘机、无人化车间。
原型样机(系统)包括:
无人化车间
彩色宽幅喷绘机
承担科研项目情况:
1、科技部 ITER专项 托卡马克遥操作柔性内窥机械臂研究 陈卫东 2013年1月-2015年12月。
2、 国家863计划 课题 机器人模块化单元技术 陈卫东 2012年1月-2014年12月。
3、国家自然科学基金 重点项目 基于远程通信和传感器网络的多自主体系统的协调控制 陈卫东 2010年1月-2013年12月。
4、国家自然科学基金项目:多机器人系统中适应性群体行为的学习(项目批准号:60105005),2002年1月-2004年12月,负责人 。
5、863计划机器人技术主题项目:非结构环境下多移动机器人协作系统及关键技术研究(项目编号:2001AA422140), 2001年10月-2003年10月,课题组副组长。
6、863计划机器人技术主题项目:足球机器人关键技术研究(项目编号:2001AA422200), 2001年10月-2003年10月,课题组副组长。
7、 企业项目:经济型机器人视觉系统,2003年,合作企业:固高科技(深圳)有限公司。
8、企业项目:机器人简易编程环境开发,2003年,合作企业:日本安川电机株式会社 已完成项目。
9、863计划智能机器人主题项目:面向复杂任务的多机器人分布式协调系统(课题编号:863-512-9805-18),1998年10月-2000年9月,第2完成人。
10、863计划智能机器人主题项目:多机器人协作系统的理论、方法与技术研究(课题编号:863-512-9935-02),2000年4月-2001年6月,第2完成人 。
11、中科院机器人学开放实验室课题:多移动机器人系统的编队控制(课题编号:RL199909),2000年1月-2002年1月,负责人。
12、企业项目:机器人化无人车间集成演示系统设计,2002年6月-2002年9月,合作企业:固高科技(深圳)有限公司,负责人。
科研成果:
近年来,在国内外刊物和会议发表论文90余篇,已授权国家发明专利4项,软件著作权4项。主持国家自然科学基金项目3项,承担国家863计划项目5项。
专利名称 | 发明人 | 申请人 | 来源数据 | 申请日 | 公开日 | |
1 | 运用于带钢加工生产线的视觉处理方法 | 王贺升;陈卫东;朱航炜 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-10-20 | 2016-02-17 |
2 | 一种AGV拣选车和自动导引分拣系统 | 王景川;周敏龙;杨明;高斌;陈卫东 | 上海诺力智能科技有限公司;上海交通大学 | 中国专利 | 2015-11-13 | 2016-02-24 |
3 | 基于显著性检测的水面目标跟踪方法 | 王贺升;陈卫东;智绪浩 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-11-10 | 2016-03-16 |
4 | 图书自动化取放装置 | 王贺升;陈卫东;宿鹏飞;陈之钦;张宇锋 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-09-07 | 2015-12-16 |
5 | 图书自主取放机构 | 王贺升;陈卫东;陈之钦;张宇锋;宿鹏飞 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-09-07 | 2015-12-09 |
6 | 打结绳线撑开装置及其使用方法 | 王贺升;陈卫东;张润玺 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-05-15 | 2015-10-14 |
7 | 智能图书管理机器人 | 王贺升;陈卫东;张宇锋;陈之钦;宿鹏飞 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-05-19 | 2015-09-02 |
8 | 可分离多臂软体机械臂装置 | 陈卫东;王贺升;刘雨霆 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-04-01 | 2015-08-05 |
9 | 水陆空三栖多旋翼飞行器 | 王贺升;陈卫东;桂博文 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-04-20 | 2015-08-05 |
10 | 新型运输小车 | 王贺升;陈卫东;桂博文 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-04-20 | 2015-08-05 |
11 | 一种六足仿生爬行机器人 | 王贺升;陈卫东;桂博文 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-04-15 | 2015-07-29 |
12 | 具有多导引车调度分配功能的仓库管理系统 | 王景川;陈卫东;蓝功文 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-04-29 | 2015-07-29 |
13 | 用于感知医用软体机械臂形状的系统及方法 | 陈卫东;王贺升;王超 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-04-13 | 2015-07-22 |
14 | 一种沙漠四足机器人 | 王贺升;陈卫东;桂博文 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-04-01 | 2015-07-22 |
15 | 内窥镜手术机械臂系统及其视觉反馈装置 | 陈卫东;王贺升;刘雨霆 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-04-01 | 2015-07-22 |
16 | 一种电力线巡检机器人的重心平衡机构及其平衡方法 | 何弢;陈卫东;王炜杰 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-03-27 | 2015-07-08 |
17 | 一种电力线巡检机器人的末端执行机构及其线上锁紧方法 | 何弢;陈卫东;王炜杰 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-03-27 | 2015-07-01 |
18 | 双目异构视觉检测装置 | 陈卫东;王贺升;徐丽飞 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-03-11 | 2015-06-24 |
19 | 一种机器人腿部结构 | 王贺升;陈卫东;桂博文 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-03-13 | 2015-06-24 |
20 | 基于增强虚拟的场景复现检测方法 | 陈卫东;王贺升;徐丽飞 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-03-06 | 2015-06-17 |
21 | 柔性路径与固定路径相结合的自动导引车及其导引方法 | 王景川;陈卫东;高小斌 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-02-09 | 2015-06-03 |
22 | 一种用于巡线的四旋翼无人机装置 | 王贺升;陈卫东;丁砚然;张仙;李阳天;张锐;张一尘 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-01-30 | 2015-05-27 |
23 | 电力线巡检机器人及其越障方法 | 何弢;陈卫东;王炜杰 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2014-12-03 | 2015-05-13 |
24 | 基于地图匹配的自动导引车及其导引方法 | 王景川;陈卫东 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2015-01-07 | 2015-05-06 |
25 | 可自主开门的智能轮椅及其自主开门方法 | 王景川;陈卫东;郭维 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2014-11-07 | 2015-03-11 |
26 | 车辆速度与里程辅助测量系统及其测量方法 | 王景川;高小斌;陈卫东 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2014-06-10 | 2014-09-24 |
27 | C型机器人腿部机构 | 王贺升;陈卫东;李致渊;支博文 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2014-07-08 | 2014-10-29 |
28 | 仿蜥蜴沙漠四足机器人 | 王贺升;陈卫东;李致渊;支博文 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2014-07-08 | 2014-10-29 |
29 | 医用术中照相系统 | 俞晓瑾;王贺升;陈卫东 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2012-11-26 | 2013-03-20 |
30 | 轨道式引导车自动充电装置 | 王景川;陈卫东 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2012-11-27 | 2013-04-03 |
31 | 刚度可变的柔性内窥镜机器人 | 陈卫东;邓韬;王贺升;王晓舟 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2012-12-14 | 2013-04-03 |
32 | 一种基于广域网、应对带宽受限的机器人遥在系统 | 王景川;陈卫东;倪智 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2012-12-10 | 2013-04-03 |
33 | 力度可控的电磁弹射装置及其电磁弹射方法 | 王景川;刘成志;陈卫东 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2013-02-01 | 2013-06-05 |
34 | M序列离散式人工路标设置及相关移动机器人定位方法 | 陈卫东;唐恒博;王景川 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2013-03-13 | 2013-07-10 |
35 | 基于3D真实人体模型及服装模型的网络虚拟试衣系统 | 王潇;陈卫东;王贺升 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2012-07-18 | 2012-12-26 |
36 | 单轨式自动引导车机构 | 王景川;陈卫东 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2011-11-09 | 2012-05-02 |
37 | 具有双足步行与轮式移动互变功能的仿人机器人 | 陈卫东;刘海春;魏之暄 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2011-11-09 | 2012-05-02 |
38 | 基于链传动的单双轨两用式轨道车机构 | 王景川;陈卫东 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2011-11-15 | 2012-06-20 |
39 | 高鲁棒仪表指针图像识别方法 | 陈卫东;刘栋栋;王贺生 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2011-11-14 | 2012-06-27 |
40 | 全天候运行的移动机器人定位系统 | 王景川;陈卫东 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2008-09-11 | 2009-01-28 |
41 | 一种双足机器人步行机构控制系统 | 李慕君;陈卫东;杨军;李建;叶一枝;王景川 | 上海电气集团股份有限公司;上海交通大学 | 中国专利 | 2008-05-23 | 2009-03-18 |
42 | 单目摄像机实时视觉定位方法 | 王景川;胡仕煜;陈卫东 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2008-12-11 | 2009-05-27 |
43 | 一种用于双足步行机器人的无线遥控系统 | 李慕君;陈卫东;杨军;李建;叶一枝;王景川 | 上海电气集团股份有限公司;上海交通大学 | 中国专利 | 2008-12-03 | 2009-09-09 |
44 | 一种双足机器人步行机构 | 陈卫东;李慕君;高雪官;杨军;王景川;叶一枝 | 上海电气集团股份有限公司;上海交通大学 | 中国专利 | 2008-04-24 | 2009-10-28 |
45 | 步行机器人悬臂型髋关节机构 | 高雪官;方光荣;陈卫东;顿向明;李健;杨军;李慕君 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2007-09-27 | 2008-02-27 |
46 | 安全型机械手臂 | 高雪官;翟嘉心;陈卫东;杨军;顿向明 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2007-09-27 | 2008-02-27 |
47 | 具有双层缓冲减震的步行机器人脚底支撑结构 | 高雪官;李健;陈卫东;顿向明;杨军;李慕君 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2007-09-27 | 2008-03-19 |
48 | 智能轮椅 | 陈卫东;杨军;王景川;金炳章;袁亮;李慕君 | 上海电气集团股份有限公司;上海交通大学 | 中国专利 | 2006-11-29 | 2008-06-04 |
49 | 智能轮椅 | 陈卫东;杨军;王景川;叶一枝;房海涛;李慕君 | 上海电气集团股份有限公司;上海交通大学 | 中国专利 | 2007-12-26 | 2008-07-16 |
50 | 一种用于助残轮椅的机械臂 | 杨军;陈卫东;叶一枝;高雪官;金炳章;王景川 | 上海电气集团股份有限公司;上海交通大学 | 中国专利 | 2007-12-26 | 2008-10-22 |
51 | 一种智能轮椅控制系统 | 杨军;陈卫东;叶一枝;王景川;金炳章;房海涛 | 上海电气集团股份有限公司;上海交通大学 | 中国专利 | 2007-12-26 | 2008-12-24 |
52 | 安全型可变刚度机械关节 | 顿向明;陈卫东;袁建军;张伟军;顿向勇 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2007-02-08 | 2007-08-08 |
53 | 模块化及标准化组件构成的机器人 | 王景川;陈卫东;袁亮 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2007-06-07 | 2007-10-24 |
54 | 基于双曲面取景器的全景视觉系统 | 王景川;陈卫东 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2006-12-14 | 2007-06-06 |
55 | 基于数字信号处理器的足球机器人光电定位装置 | 徐化;曹其新;陈卫东;黄彦文 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2004-05-13 | 2005-02-16 |
56 | 智能移动机器人 | 罗真;曹其新;陈卫东;缪寿洪;黄彦文;徐化 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2004-07-22 | 2005-03-02 |
57 | 足球机器人踢球护球机构 | 缪寿洪;曹其新;陈卫东;徐化 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2003-11-27 | 2004-11-10 |
58 | 基于通用串行总线的机器人全维视觉系统 | 陈卫东;王磊;曹其新;席裕庚 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2003-04-29 | 2003-10-01 |
59 | 彩色喷绘机喷头的垂直排列方法 | 付庄;曹其新;陈卫东;赵言正 | 上海交通大学 | 中国专利 | 2003-04-24 | 2003-10-29 |
发表期刊论文:
2015
1 多机器人探索系统的人机共享控制 张晗; 陈卫东; 王景川 机器人 2015/01
2 面向动态高遮挡环境的移动机器人自适应位姿跟踪算法 王勇; 陈卫东; 王景川; 肖鹏 机器人 2015/01
2014
3 六自由度机械臂约束预测控制系统的设计 张晓颖; 李德伟; 席裕庚; 陈卫东 控制理论与应用 2014/11
4 受限网络带宽下遥操作机器人的视频传输控制 李梁; 王贺升; 陈卫东 上海交通大学学报 2014/12
5 面向托卡马克第一壁检测的机械臂实时运动控制系统设计与实现 屈云飞; 陈卫东 化工自动化及仪表 2014/12
6 服务机器人距离产业化还有多远?——访上海交通大学陈卫东教授 陈卫东; 沈应龙 世界科学 2014/09
7 巷道瓦斯气体浓度自动巡检小车设计 徐箭雨; 陈卫东 矿山机械 2014/09
8 面向托卡马克第一壁检测的超冗余机械臂运动学分析 屈云飞; 陈卫东; 曹其新 上海交通大学学报 2014/07
9 基于多元M序列的人工路标设置方法 唐恒博; 陈卫东; 王景川 机器人 2014/01
2013
10 运动控制系统课程体系改进与创新 陈卫东; 韩兵; 杨明; 王景川; 卢俊国 实验室研究与探索 2013/09
11 高精度高鲁棒性的轨道机器人全局定位方法 唐恒博; 陈卫东; 王景川; 刘帅; 李国波; 赵洪丹 机器人 2013/05
12 基于物体识别的消防侦察机器人智能行为控制系统设计 徐箭雨; 陈卫东 消防科学与技术 2013/06
13 面向任务教育机器人编程方法及实现 刘海春; 陈卫东; 魏之暄 微型电脑应用 2013/01
2012
14 小型全向移动安检机器人行为控制系统结构设计 徐箭雨; 陈卫东 计算机测量与控制 2012/10
15 面向拥挤环境的移动机器人改进粒子滤波定位 王勇; 陈卫东; 王景川; 王炜 机器人 2012/05
16 基于概率栅格地图的移动机器人可定位性估计 王炜; 陈卫东; 王勇 机器人 2012/04
17 移动机器人定位的自适应功率调节射频识别系统 王景川; 方毅; 陈卫东 上海交通大学学报 2012/02
2011
18 Hesheng Wang, Yun-hui Liu, Weidong Chen and Zhongli Wang, “A new approach to dynamic eye-in-hand visual tracking using nonlinear observers,” IEEE/ASME Trans. on Mechatronics, 16(2): 387-394, 2011.
19 基于运动预测和阻抗控制的未知受限机构操作 孙逸翔; 陈卫东 机器人 2011/05
20 基于碰撞检测的护理型操作臂的安全性设计与实现 黄云天; 陈卫东; 孙逸翔 机器人 2011/01
2010
21 动态环境下智能轮椅的路径规划与导航 王丽军; 王景川; 陈卫东 上海交通大学学报 2010/11
22 未知不平整地面上的双足步行稳定控制 李建; 陈卫东; 王丽军; 高雪官; 杨军; 李慕君 电子学报 2010,38(11): 2669-2674。
23 一种鲁棒的室外移动机器人路标定位系统 王景川; 陈卫东; 张栩 上海交通大学学报 2010/09
24 激光焊接过程监测及焊缝质量检测技术研究现状 高世一; 吴瑞珉; 陈卫东; 杨赛丹; 乔俊良 世界钢铁 2010/03
25 移动机器人编队自修复的切换拓扑控制 张飞; 陈卫东 控制理论与应用 2010/03
26 助行机器人研究现状和展望 平伟; 顿向明; 陈卫东 机电一体化 2010/01
27 基于近红外视觉的机器人室外定位系统 王景川; 陈卫东; 胡仕煜; 张栩 机器人 2010/01
28 “Energy-efficient Gait Generation for Biped Robot Based on the Passive Inverted Pendulum Model,”Jian Li and Weidong Chen, Robotica, online published, 2010.
29 “Uncalibrated visual tracking control without visual velocity,”Hesheng Wang, Yun-hui Liu and Weidong Chen IEEE Trans. on Control System Technology, 18(6): 1359-1370, 2010.
30 “Efficient micromixing of a highly viscous biosample with water using orbital shaking and microchannels,”Liang Yuan, Yuan F. Zheng and Weidong Chen, Review of Scientific Instruments, 81(5), 054301-1-9, 2010.
31 “Dynamic Modelling of Heart Rate Response under Different Exercise Intensity,” Special Issue on Data mining techniques in Medical Informatics,Steven Weidong Su, Weidong Chen, Dongdong Liu, and et al The Open Medical Informatics Journal, 4:81-85, 2010.
2009
32 基于关节空间评估的机器人作业单元布局优化 王召莉; 陈卫东 上海交通大学学报 2009/11
33 不平整地面上双足机器人的步态控制 李建; 陈卫东; 王丽军; 杨军; 李慕君 东南大学学报(自然科学版) 2009/S1
34 基于行为特征的机器人变步长气味源搜索算法 王俭; 季剑岚; 陈卫东 系统仿真学报 2009/17
35 牙-骨联合支持式CAD/CAM种植手术模板的临床应用 黄远亮; 吴伟恂; 黄兰; 陈卫东; 陈晓军; 王成焘 中国口腔种植学杂志 2009/02
36 助行机器人研究发展和展望 平伟; 顿向明; 陈卫东 机器人技术与应用 2009/01
37 基于虚拟样机的双足机器人步行联合仿真 史耀强; 李建; 顿向明; 陈卫东; 杨军 上海交通大学学报 2009/01
38 ldquo;Constrained Motion Model of Mobile Robots and Its Applications,”Fei Zhang, Yugeng Xi, Zongli Lin, and Weidong Chen, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Part B: Cybernetics, vol. 39, no. 3, pp. 773-787, 2009.
2008
39 Scan matching using line segment relationships for map-based localization of mobile robot 葛坤峰; 陈卫东; 王景川; 冉宇瑶 Journal of Harbin Institute of Technology 2008/06
40 基于遗传算法的机器人作业单元布局优化 项彬彬; 陈卫东; 亓利伟; 张丹丹 上海交通大学学报 2008/10
41 基于全景视觉的移动机器人同步定位与地图创建研究 许俊勇; 王景川; 陈卫东 机器人 2008/04
42 装备机械臂的智能轮椅研究 杨军; 陈卫东; 王景川; 高雪官; 顿向明 上海电机学院学报 2008/02
43 PCI9052在PCI总线接口和WDM驱动程序的设计 张翌翀; 陈卫东 仪器仪表用户 2008/03
44 基于稀疏化的快速扩展信息滤波SLAM算法 董海巍; 陈卫东 机器人 2008/03
45 基于CANopen和RTLinux的机器人模块化控制系统设计 王斌; 陈卫东; 杨军 电气自动化 2008/01
46 “Adaptive Neural-Fuzzy Control of Uncertain Constrained Multiple Coordinated Nonholonomic Mobile Manipulators,” Zhijun Li, Weidong Chen, Engineering Applications of Artificial Intelligence, 21(7): 985-1000, 2008.
2007
47 “A General-Purpose Application Platform for Multiple Heterogeneous Mobile Robots,” Bo Sun, Weidong Chen and Yugeng Xi, Dynamics of Continuous, Discrete and Impulsive Systems, Series B: Applications and Algorithms, vol. 14(S1): 89-96, 2007.
48 “Robot Team Forming for Crystallization of Proteins,” Yuan F. Zheng and Weidong Chen, Autonomous Robots, vol. 23, no. 1, pp. 69-78, 2007.
49 面向服务机器人的简易编程环境设计 张小冰; 陈卫东; 曹其新 上海交通大学学报 2007/11
50 基于地图的移动机器人自定位与导航系统 郑宏; 王景川; 陈卫东 机器人 2007/04
51 微型移动机器人集群系统研究进展 陈卫东 上海电机学院学报 2007/02
52 并联六自由度对接平台运动学标定方法研究 张学功; 邹怀武; 陈卫东 宇航学报 2007/02
2006
53 机器人图标化编程环境的设计及实现 鲍贤捷; 陈卫东; 曹其新 机器人 2006/06
54 室内移动机器人的视觉定位方法研究 潘良晨; 陈卫东 机器人 2006/05
55 移动机器人全覆盖任务的研究进展 王俭; 赵鹤鸣; 陈卫东 工矿自动化 2006/03
56 移动机器人全覆盖路径规划研究 王俭; 赵鹤鸣; 陈卫东 微计算机信息 2006/08
2005
57 移动机器人全覆盖路径规划优化方法 王俭; 陈卫东; 赵鹤鸣 计算机工程 2005/22
58 基于粒子群优化算法的移动机器人全局路径规划 孙波; 陈卫东; 席裕庚 控制与决策 2005/09
59 基于强化学习的多机器人合作行为获取 李冬梅; 陈卫东; 席裕庚 上海交通大学学报 2005/08
60 开放式自主移动机器人系统设计与控制实现 贾建强; 陈卫东; 席裕庚 上海交通大学学报 2005/06
61 移动机器人的同步自定位与地图创建研究进展 陈卫东; 张飞 控制理论与应用 2005/03
62 多机器人协作探索的改进市场法 张飞; 陈卫东; 席裕庚 控制与决策 2005/05
63 一个基于全景视觉的移动机器人导航系统的设计与实现 张尧; 陈卫东 机器人 2005/02
64 基于全景视觉与里程计的移动机器人自定位方法研究 王景川; 陈卫东; 曹其新 机器人 2005/01
2004
65 空间双机容错计算机系统研究 朱朝晖; 张崇峰; 陈卫东 上海航天 2004/06
66 未知环境下移动机器人安全路径规划的一种神经网络方法 樊长虹; 陈卫东; 席裕庚 自动化学报 2004/06
67 基于多模式交互的多移动机器人分布式合作系统 陈卫东; 顾冬雷; 席裕庚 自动化学报 2004/05
68 MPEG4音视频编码卡的设计与实现 薛祥川; 陈卫东 电子产品世界 2004/14
69 高可靠性地铁供电监控系统的分布式递阶结构设计 王飞; 陈卫东; 席裕庚 电气自动化 2004/04
70 优化的移动机器人无障区域内覆盖路径研究 王俭; 陈卫东; 赵鹤鸣 苏州科技学院学报(工程技术版) 2004/02
71 动态未知环境下一种Hopfield神经网络路径规划方法 樊长虹; 陈卫东; 席裕庚 控制理论与应用 2004/03
72 基于WLAN的多机器人信息交互与行为协调 张卫星; 陈卫东 机器人 2004/03
73 基于子区域的机器人全覆盖路径规划的环境建模 王俭; 赵鹤鸣; 陈卫东 苏州科技学院学报(工程技术版) 2004/01
74 两轮移动机器人运动控制系统的设计与实现 黄永志; 陈卫东 机器人 2004/01
75 基于强化学习的倒立摆起摆与平衡全过程控制 张荣; 陈卫东 系统工程与电子技术 2004/01
76 “未知环境下移动机器人安全路径规划的一种神经网络方法,”樊长虹, 陈卫东, 席裕庚, 自动化学报, 30 (6): 816-823, 2004.
77 “基于多模式交互的多机器人分布式合作系统,”陈卫东, 顾冬雷, 席裕庚, 自动化学报, 30 (5): 671-678, 2004.
78 "A Rule-Driven Autonomous Robotic System Operating in A Time-Varying Environment,"Jia Jianqiang, Chen Weidong and Xi Yugeng, Lecture Notes in Computer Science, 3020: 487-494, Springer, 2004
2003
79 全自主足球机器人系统关键技术综述 贾建强; 陈卫东; 席裕庚 上海交通大学学报 2003/S2
80 机器人向智能化的发展和多移动机器人协作系统 席裕庚; 陈卫东 自动化博览 2003/S1
81 面向自主机器人的实时彩色视觉系统 王磊; 陈卫东 上海交通大学学报 2003/11
82 一个多机器人制造系统的设计与实现 张卫星; 陈卫东; 秦志强 机器人 2003/05
83 中型自主式足球机器人平台设计回顾 罗真; 曹其新; 陈卫东 机器人 2003/04
84 具有输入饱和特性的中型足球机器人运动控制研究 何泽宇; 付庄; 曹其新; 陈卫东 计算机工程与应用 2003/18
85 具有声纳环的移动机器人及其自主行为研究 张飞; 陈卫东 测控技术 2003/06
86 MPEG2码流传输卡的设计与实现 薛祥川; 徐璟; 陈卫东 电子产品世界 2003/08
87 移动机器人地图创建中的不确定传感信息处理 王卫华; 陈卫东; 席裕庚 自动化学报 2003,29(2): 267-274
88 移动机器人多目标彩色视觉跟踪系统 汤思维; 陈卫东; 曹其新 机器人 2003/01
89 "On-Line Safe Path Planning in Unknown Environments," 2003 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Weidong Chen, Changhong Fan and Yugeng Xi, Taipei, September 14-19, 2003,pp. 4191-4196
2002
90 分布式多移动机器人系统中基于局部感知的排队协调策略研究 王坤; 陈卫东 机器人 2002/06
91 双E1接口的MPEG2码流传输卡的设计与实现 徐璟; 薛祥川; 陈卫东 电子产品世界 2002/22
92 基于地图的移动机器人定位技术新进展 赵翊捷; 陈卫东 上海交通大学学报 2002/10
93 分布式多自主机器人系统冲突及其消解策略的实例研究 陈卫东; 李振海; 席裕庚 系统仿真学报 2002/10
94 一个面向复杂任务的多机器人分布式协调系统 陈卫东; 席裕庚; 顾冬雷; 董胜龙 控制理论与应用 2002,19(4): 505-510
94 遗传规划算法的C++实现及在机器人自适应行为演化中的应用 陈卫东; 简伟程 系统仿真学报 2002/08
95 一种基于增强学习的自适应控制方法 顾冬雷; 陈卫东; 席裕庚 控制与决策 2002/04
96 多机器人不确定协作任务的动态优化方法 董胜龙; 席裕庚; 陈卫东 机器人 2002/01
97 演化移动机器人技术研究综述 简伟程; 陈卫东; 席裕庚 机器人 2002/01
2001
98 基于不确定信息的移动机器人地图创建研究进展 王卫华; 陈卫东; 席裕庚 机器人 2001/06
99 移动机器人的时间最优编队 董胜龙; 陈卫东; 席裕庚 控制与决策 2001/05
100 基于活动单眼定位的移动机器人物体收集 王卫华; 陈卫东; 席裕庚 上海交通大学学报 2001/07
101 多智能体移动机器人物体收集系统 顾冬雷; 陈卫东; 席裕庚 机器人 2001/04
102 自主机器人的强化学习研究进展 陈卫东; 席裕庚; 顾冬雷 机器人 2001/04
103 机器人足球赛中基于增强学习的行为参数优化 顾冬雷; 陈卫东; 席裕庚 模式识别与人工智能 2001/02
104 移动机器人条件反射能力的实现 顾冬雷; 陈卫东; 席裕庚 机器人 2001/02
105 光线自适应的水下管线识别与定位系统 王卫华; 陈卫东; 席裕庚 机器人 2001/02
106 基于开放式多智能体结构的分布式自主机器人系统 陈卫东; 董胜龙; 席裕庚 机器人 2001/01
2000
107 基于视觉的水下管线识别与定位系统 王卫华; 陈卫东; 席裕庚 计算机工程 2000/11
108 多移动机器人编队的分布式控制系统 董胜龙; 陈卫东; 席裕庚 机器人 2000/06
109 机器人足球赛中基于增强学习的任务分工 顾冬雷; 陈卫东; 席裕庚 机器人 2000/06
110 用Microsoft Speech SDK实现语音识别和语音合成 王卫华; 陈卫东; 顾岳 电子技术 2000/11
111 基于彩色图像的机器人视觉声纳实现 王卫华; 陈卫东; 席裕庚 计算机自动测量与控制 2000/04
112 Linux环境下的实时视频采集 王卫华; 陈卫东; 顾岳 电子技术 2000/04
2000年以前的
113 基于串级变结构神经网络的机器人补偿控制 马毅潇; 钱东海; 赵锡芳; 陈卫东 上海交通大学学报 1999/07
114 具有力觉临场感的主从遥控机器人系统的双向控制 陈卫东; 席裕庚; 蔡鹤皋 宇航学报 1999/03
115 虚拟现实系统中的手部跟踪和力觉再现技术研究 陈卫东; 席裕庚; 蔡鹤皋 测控技术 1999/06
116 力觉临场感系统的动力学建模及控制策略 陈卫东; 席裕庚; 蔡鹤皋 上海交通大学学报 1999/05
117 力觉临场感遥操作系统的双向控制 陈卫东; 席裕庚; 蔡鹤皋 机器人 1998/03
118 多CPU实时控制系统中双口RAM技术及其应用 马毅潇; 陈卫东; 赵锡芳 微计算机应用 1998/02
119 具有力觉临场感主从机器人在遥装配作业中的应用 陈卫东; 蔡鹤皋; 席裕庚; 赵锡芳 上海交通大学学报 1997/12
会议论文:
1 不平整地面上双足机器人的步态控制 李建; 陈卫东; 王丽军; 杨军; 李慕君 2009年中国智能自动化会议 中国会议 2009-09-27
2 基于多传感器的智能轮椅设计与实现 王景川; 陈卫东 2009年中国智能自动化会议 中国会议 2009-09-27
3 服务机器人的技术发展及微特电机在其中的应用 陈卫东 第十届中国小电机技术研讨会 中国会议 2005-11
4 机器人向智能化的发展及其关键技术 席裕庚; 陈卫东 05'中国自动化产业高峰会议暨中国企业自动化和信息化建设论坛 中国会议 2005-06
5 机器人团队协作的强化学习 叶道年; 陈卫东 2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会 中国会议 2004-10
6 面向动态与竞争环境的多机器人团队 陈卫东; 曹其新; 贾建强; 罗真; 王磊; 黄永志; 缪寿洪; 张卫星; 徐化; 栾楠; 付庄; 张彭涛; 孙英杰; 张飞; 张春裕; 包贤捷 马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会 中国会议 2003-08
7 一种Robocup中型组足球机器人的运动控制策略 黄彦文; 曹其新; 陈卫东; 何泽宇 马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会 中国会议 2003-08
服务机器人团队
团队负责人: 陈卫东
团队成员:杨明、卢俊国、王贺升、赵旭、王景川、何弢
陈卫东
研究方向:机器人控制与多机器人协调、先进信息技术的过程应用
杨明
研究方向:无人驾驶车辆、缩微智能车、主动安全与辅助驾驶、自动搬运车(AGV)、导航地图自动生成等。
卢俊国
研究方向:混沌控制与复杂网络研究
王贺升
研究方向:视觉伺服、机器人控制、服务机器人
赵旭
研究方向:计算机视觉、模式识别与机器学习
王景川
研究方向:机器人、智能控制、传感网络
何弢
研究方向:
团队网站:
自主机器人课题组:http://robotics.sjtu.edu.cn/
智能车课题组:http://cyberc3.sjtu.edu.cn/
计算机视觉课题组:http://www.visionlab.sjtu.edu.cn/
荣誉奖励:
1、2010年获上海世博工作优秀个人称号。
2、2009年,Award for Interactive Papers, IEEE CDC/CCC 2009, 论文题目: Modeling and control for a biped robot on uneven surfaces.
3、2008年,Cypress PSoC优秀教师奖。
4、2008年,上海市科技进步奖三等奖,项目名称:面向世博会展示的服务机器人关键技术研究。
5、2008年,上海交通大学晨星青年学者奖励计划SMC优秀青年教师奖。
6、2007年当选教育部新世纪优秀人才。
7、2007年,罗克韦尔自动化优秀教师奖
8、2004年,上海交通大学优秀教学成果特等奖,项目名称:把握世界先进教学理念,打造国家精品课程
9、2004年当选上海市曙光学者。
10、2004年,上海市教学成果一等奖,项目名称:以学科基地建设推动自动化专业创新人才的培养。
11、2003年,优秀论文奖,中国人工智能学会第10届学术年会,论文题目: Sensor based nonholonomic motion planning using generalized voronoi diagram
12、2003年8月,2003年中国机器人竞赛,获得 RoboCup 中型组1对1和2对2两个项目的冠军和亚军。
13、2002年,上海交通大学优秀教学成果特等奖,项目名称:结合专业特点,构建实验平台,在实践中加强学生综合素质的培养(排名第2)。
14、2002年6月,带队参加2002中国机器人竞赛,获得机器人足球全自主中型组1对1和2对2两项冠军。
15、2001年,863计划智能机器人主题先进集体(排名第2)。
16、2001年8月,带队参加FIRA2001机器人足球世界杯,获得中型组冠军。
17、2001年7月,中国自动化学会第16届青年学术年会优秀学术论文奖(董胜龙,陈卫东,席裕庚)。
18、2001年,罗克韦尔自动化优秀教师奖。
19、2001年,优秀学术论文奖,中国自动化学会第16届青年学术年会,论文题目:群机器人的完全分布式协作运动。
20、1999年,上海交通大学优秀博士后。
大会报告与特邀报告:
[1] 服务机器人技术-机遇与挑战. 特邀讲座, 先进机器人与MEMS技术系列讲座, 南开大学, 天津, 12月2日, 2009.
[2] Intelligent service robots for the elderly and disabled people, Invited talk at the First China-Australia Information and Communication Technology Summit, Shanghai, China, November 8th -9th, 2009.
[3] Service robots for the elderly and disabled people. Invited keynote speech at the 1st Symposium on Pioneering Rehabilitation Medical Engineering, Shanghai, China, September 20-23, 2009.
[4] A novel information matrix sparsification approach for practical implementation of SLAM. Invited talk at the Shanghai Jiao Tong University – University of Tokyo Joint Symposium on Electronics, Information Technology, and Electrical Engineering, Shanghai, china, October 30-31, 2008.
[5] 服务机器人技术: 机遇与挑战. 大会报告, 第四届全国先进制造装备与机器人技术高峰论坛暨中国宇航学会机器人专业委员会年会, 哈尔滨, 7月26日, 2008.
[6] Service robotics: to meet the social and technological challenges. Invited talk at the Panel Discussion: challenges and opportunities of intelligent control and automation, WCICA2008, Chongqing, China, June 26, 2008.
[7] 服务机器人技术与应用. 特约报告, 青岛大学, 青岛, 12月19日, 2007.
[8] 服务机器人技术--现状与未来. 特约报告, 苏州科技学院, 苏州, 12月4日, 2007.
[9] 教育机器人--高科技打造的创新教育平台. 特约报告, 2007年中国国际玩具展览会玩具业发展和素质教育论坛, 上海, 10月17日, 2007.
[10] 世博会上的服务机器人. 特约报告, 工博会科技论坛--2007第二届上海国际先进机器人技术发展论坛, “2010上海世博会机器人”圆桌会议, 上海市科协, 上海, 11月6-7日, 2007.
[11] 服务机器人研究现状与发展趋势. 特约报告, 上海市自动化学会2006年学术年会, 上海, 11月1日, 2006.
[12] 服务机器人的现状与展望. 特约报告, 上海市机器人学会2006年学术年会, 上海, 9月21日, 2006.
[13] 服务机器人技术发展及微特电机在其中的应用. 特约报告, 2005第十届中国(国际)小电机技术研讨会, 上海, 11月15-17日, 2005.
[14] 服务机器人与移动机器人平台(席裕庚, 陈卫东) . 特约报告, 服务机器人发展战略研讨会, 国家863计划先进制造与自动化技术领域, 国家自然科学基金委员会信息科学部主办, 北京, 1月21-22日, 2005.
[15] 移动机器人智能技术(席裕庚, 陈卫东) . 特约报告, 2004年江苏省自动化学会年会, 镇江, 12月18日, 2004.
[16] Some research topics on autonomous robots in SJTU (Yugeng Xi, Weidong Chen). Bio-mimetic Control Research Center, RIKEN, Nagoya, Japan, July 29, 2004.
[17] Mobile robot with intelligence (Yugeng Xi, Weidong Chen). Invited talk at the International Symposium on Intelligent and Networked Systems (ISINS'2004), Beijing, Oct. 11-14, 2004.
[18] 机器人技术新进展. 特约报告, 2004年上海市自动化学会学术年会, 上海, 11月, 2004.
[19] 多移动机器人的协作与协调. 特约报告, 中国自动化学会第15届青年学术年会, 上海, 2000.
[20] 协作自主机器人(席裕庚, 陈卫东). 特约报告, 中国机器人学大会, 大会报告, 长沙, 2000.
■ 正如自动控制的核心精髓——反馈控制,高校教学的课程体系设置与教学方法需要适应教学内容与教学对象,教学手段必须不断调整以适应学生和社会需求的不断变化。
■ 好奇心是最好的老师,但是如何激发学生的好奇心,并使之成为探索真理的基石却是个难题。因此,我们教师的任务就是要打破这种思维定势,激发学生的好奇心。
■ 对于人才培养来说,竞赛是手段,但绝不是目的。
■ 在人才培养体系上,逐步形成了课程培养-竞赛提高-科研创新三个环节的互动促进和递阶提升模式。
胡锦涛总书记在清华百年校庆讲话中强调“不断提高质量,是高等教育的生命线,必须大力提升人才培养水平、大力增强科学研究能力、大力服务经济社会发展、大力推进文化传承创新”,这为高等教育在新的历史起点上科学发展指明了方向。而上海处在我国经济发展的最前沿,又正处在经济结构转型发展的关键时期,如何培养新型经济结构下的中高端创新人才,既注重基础研究、前沿高新技术研发和产学研用结合的平台建设,又坚持复合型、创新人才的培养,是高校学者们义不容辞的责任。
以创新实践推动教学改革
正如自动控制的核心精髓——反馈控制, 高校教学的课程体系设置与教学方法需要适应教学内容与教学对象,教学手段必须不断调整以适应学生和社会需求的不断变化。自动化学科本身具有鲜明的多学科交叉特点,它的基本理论提炼自不同领域的工程系统,再反过来指导这些系统的工程实践,这种提炼和指导的过程就是再创造的过程。因此需要我们准确把握学科的特色,打造独具特色的课程体系与教学方法。
通过不断摸索积累,在运动控制课程群的教学改革中,形成了以实践为手段、以创新能力培养为目的课程体系。该课程体系中有以上海市精品课程为代表的专业理论课程,也有以科技创新课程为代表的实践课程,探索出一套理论教学和创新实践相结合的教学方式,增强学生的学习兴趣和主动性,变“要我学”为“我要学”,提高学生对于自动控制、人工智能、嵌入式系统、机器人学等多学科知识的综合运用能力,培养复合型人才。
在以创新实践为主体的课程体系建设过程中,结合自动化专业特点,将“反馈-权衡-优化”的思想应用于教学中,逐渐改进教学方式和方法,在理论性强的课程教学中,注重抽象概念和实际应用的物理意义的联系,而在实践性较强的课程中则结合理论的指导意义使之融会贯通。在长期的教学实践中,逐渐摸索出以下规律:注重学生兴趣和动手能力的培养;注重理论与实践的结合。引导学生自觉地将习得的理论和实验结果相联系,从理论上分析实验现象和实验中出现的问题;注重鼓励学生了解相关领域的最新发展动向;注重学生团队协作能力的培养,让他们及早开始接触以项目为目标的工程概念。
以动手实践培养开放思维
好奇心是最好的老师,但是如何激发学生的好奇心,并使之成为探索真理的基石却是个难题。长期的应试教育使学生形成了“任何问题都有标准答案”的思维定势,过度依赖老师和书本,而自己不愿也不敢去尝试不同的解决途径。因此,我们教师的任务就是要打破这种思维定势,激发学生的好奇心。
那么,怎样的工程系统能有助于完成这一使命呢?当看到同学们对机器人的巨大好奇与热情,答案就有了。智能机器人是机械、电子、自动控制、计算机和其它多门工程学科的交叉学科,蕴含着无限的探索空间,其正是开展创新型、复合型人才培养的绝佳平台。但在市场上却很难找到适合我们教学理念的教育机器人产品。
没有现成的,就自己开发。2006年,我与团队成员一起自行研制了模块化教育机器人系统,力图突破传统的灌输式教育模式,利用机器人多学科交叉融合的特点,将机器人系统的软硬件以模块形式向学生开放。这套系统的组件包括:齿轮、连接件、车轮等机器人连接机构:摄像机、测距、光敏、接触开关、编码器等机器人传感器:伺服电机等机器人执行器;电源组件;机器人控制器等硬件模块与图形化-C编程环境结合的机器人编程软件。
开放式的模块化教育机器人系统就像一堆积木块,各系统组件间有标准化接口,通过这些标准的软、硬件接口,学生可以根据自己的设想,在硬件上搭建机器人结构、在软件上编制机器人控制算法。没有一成不变的固定模式,没有所谓的标准答案,有的只是无穷的组合空间,激发的是开发者无限的想象力。
近六年来,该系统应用于电院本科生的科技创新课程《智能机器人开发与实践》中,深受学生喜爱。该课程围绕国际标准的机器人竞赛项目展开,通过授课、分组、讨论、设计、开发与编程、调试、竞赛、报告与答辩等一系列教学环节,分阶段循序渐进地培养和锻炼学生运用知识、实践动手、解决问题与团队合作等多重能力。特别注意引导学生善于发现问题,并把大问题分解为一系列小问题,再找出其中的核心问题,进而按照优先顺序逐一解决。这种“分而治之”做法,让同学们对待“问题”不再望而却步,而是把发现问题当成解决问题的一个重要部分。每次课后,许多同学们会把机器人系统组件带回宿舍,挑灯夜战。讨论问题、参阅文献、提出方案、不断实验、不断改进,投入的时间和精力远远超出了课堂范围。
在考核环节上,放弃了笔试,而是采用“竞赛+项目报告+答辩”的组合形式,竞赛模仿体操比赛,设规定动作和自选动作两类,即考核基本技能,又给每个小组充分的自由发挥空间。裁判员不仅包括教师还包括每一个小组代表,保证了公开公平,也通过评价别人的技术来重新认识自身技术的优缺点。答辩环节是考核的最后一环,锻炼的是总结、提炼和表达能力。许多小组的答辩作品图文并茂,并制作了精美的实验录像,同学间充分交流设计思想和开发经验。每届课程结束时,学生不仅能成功开发出课程规定的智能机器人作品,完成预定的实验内容,部分学生还创造性地开发了更高性能的机器人(如趋光仿生机器人、视觉寻线机器人等),表明了同学们踊跃的创造热情和巨大的创造潜能。
教学反馈表明,通过以机器人为实例的学习和实验,有助于同学们能更深入地理解基础课所教授的抽象概念和理论,亲身体验理论与实践结合应用的完整过程,打破了技术神秘感和创新思维障碍,使他们更加主动,更加自信,更加敢于创造,也更加善于创造。
在课程中表现优异的学生有机会进入实验室,通过进一步的科研训练,参与到更深层次的机器人竞赛和科研活动,为他们今后的学习和工作打下坚实的基础,同时也培养了他们从事工程学科研和实践的兴趣,启发他们树立更明确的事业目标。
以科技竞赛锻造科技尖兵
在课程建设的同时,2006年我们组建了竞赛机器人实验室,针对国内外公认的机器人和人工智能竞赛平台——“RoboCup机器人世界杯”,组织自动化专业的本科生和研究生,系统化、有组织地开展科学研究、技术开发和科技竞赛活动。
对于人才培养来说,竞赛是手段,但绝不是目的。更重要的是引导同学们关注我们国家乃至全球的重大民生问题,共同探索解决方案。老龄化问题无疑是这样的热点问题。目前,我国60岁以上的老年人口已达1.6亿,老龄化问题日益加剧,越来越多的老年人需要照料;残疾人口超过8000万,迫切需要发展助老助残机器人技术。2008年,实验室正承担一项国家863计划助老助残机器人重点项目课题,也为同学们提供了开拓研究领域的平台,因此我们决定把助老助残服务机器人项目选定为竞赛机器人的主攻方向。
在竞赛机器人实验平台的研发中,瞄准国际技术难题,将注意力集中在科学严谨的研发过程中,每周进行技术研讨会和实战训练等常规活动,不定期组织国内外的专家学者来讲学与指导,还鼓励学生们及时总结研究成果,撰写学术论文、申请专利,建立了浓厚的学术氛围,锻炼提高科研素养,培养他们逐步成为重要的科研力量。科研上孜孜以求,技术上精益求精,2007年以来,“交龙”机器人代表队在机器人各项竞赛中屡创佳绩,蝉联历届中国机器人大赛家庭组项目冠军。
同学们通过竞赛活动的锻炼,树立了关注民生的社会责任感,他们更有激情、更加主动地投入科研活动。2010年,实验室研发的“交龙”智能轮椅和导游机器人入选上海世博会生命阳光馆(残疾人主题馆)的展出,向世界展示了助老助残机器人技术的新进展和交大学子的精神风貌,获得了世博会组织部门的好评和嘉奖。
在人才培养体系上,逐步形成了课程培养-竞赛提高-科研创新三个环节的互动促进和递阶提升模式。
以全球课程拓展全球视野
当今世界全球化的大趋势,对具有全球视野的工程人才的培养提出了新挑战。从2009年起,我们与瑞士苏黎世大学的人工智能实验室合作,联合全球几十所大学,创办一个全球性的教育课程《上海人工智能系列讲座(The ShanghAI Lectures)》。本课程具体鲜明的国际化特色和丰富新颖的教学内容,是我们在全球化背景下对国际化教育手段的新尝试。
课程内容涉及自然和人工智能系统,涵盖其基本概念、方法、技术和主要学术问题,具有高度的交叉学科特色,适合来自于工程学、机器人学、人工智能、计算机科学、生物学、神经科学、心理学等不同领域的学生。
在教育技术手段上,采用交互视频会议技术,并充分利用中国至欧洲的国际学术网络链路,进行网上同步全球直播,来自交大以及国内和海外的其他院校的学生能够同时参加到全球课堂。2009年的第一届课程就是以上海交通大学作为现场授课地点向全球直播的。
在授课教授的人选上也充分发挥了全球化的优势,每堂课包括两个部分,第一部分由国际人工智能知名学者Rolf Pfeifer教授主讲,第二部分邀请来自世界各国的专家学者,就相关热点专题进行讲座。
全球课堂在线上课学生来自全世界4大洲的15所大学,包括中国、瑞士、英国、德国、西班牙、俄罗斯、日本、韩国、阿联酋、澳大利亚、阿尔及利亚等国家的知名学府。课堂上,来自全球各地的教授和学生突破空间阻隔,密切互动。
除了课堂教学以外,来自全球的学生还组成国际化课题组,在11周的时间内,通过三维协作虚拟环境软件,协作完成专题研究和作业练习。
这一国际化课程的教学实践,一方面为解决国际化教学中成本高、受益面小等问题提供了新途径;另一方面建立了一种国际化教育的新模式,有利于培养学生们的国际交流和合作能力,拓宽全球化视野。
身为高校学者,深感人才培养的责任之重,不敢有一丝懈怠。社会的发展为人才培养提出了新要求、科技的发展为人才培养提供了新手段,在探索培养德才兼备的高素质创新性人才的道路上,我乐在其中。
学者小传
陈卫东,上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系教授,博士生导师。哈尔滨工业大学控制工程系学士和硕士,哈工大机器人研究所博士。1998年上海交通大学自动控制博士后流动站出站并留校任教。2003年至2004年在美国俄亥俄州立大学电气工程系担任访问副教授,2012年7月至9月在瑞士苏黎世大学人工智能实验室担任访问教授。
研究方向包括移动机器人、多机器人系统和服务机器人。在国内外刊物和会议发表论文100余篇,已授权国家发明专利11项。承担了包括国家863计划重点、国家自然科学基金等国家级科研项目10余项。2004年当选上海市曙光学者,2007年当选教育部新世纪优秀人才,2008年获上海市科技进步奖三等奖,2010年被授予“上海世博工作优秀个人”荣誉。
多年来积极探索教学的新手段和新方法,创立电院科技创新课程“智能机器人开发与实践”和“上海人工智能系列讲座”。带队获得国际和国内机器人比赛冠军多项,多次获得学校教学成果特等奖和一等奖,2004年获上海市教学成果一等奖。
担任中国人工智能学会青年工作委员会副主任、RoboCup China Committee委员、中国自动化学会机器人竞赛工作委员会常委委员等。WCICA、IEEE ROBIO和IEEE ICIA等多个国际会议的程序委员,2011国际机器人与自动化大会(ICRA 2011)高级程序委员和展览协主席。
来源:上海交通大学新闻网 发表时间:2012-11-19
陈卫东简介:上海交通大学教授,机器人与智能信息处理研究所所长。长期从事智能机器人、多机器人学和微操作等领域的研究。其主持的智能轮椅和智能导游机器人等成果曾亮相于上海世博会并获得好评。
世界科学:请您先展望一下,未来服务机器人的应用前景。
陈卫东:服务机器人是继工业应用之后机器人技术的又一个发展机遇,有望进入到生活的方方面面,全面提高人类的生活质量。就目前而言,比较有希望实现并推广的有这样几种用途。
首先是老年扶助机器人。现在我国面临着很严峻的老龄化趋势,全国60岁以上的老年人口已经超过两亿,比例是14.9%:上海更严重,达到了27%。老年人的身体机能会有所下降,行动、视力、认知、抓握等能力都可以通过机器人来弥补。比如我们现在在做的智能轮椅,就能够实现自动定位和自主导航,实时获取环境信息,规划路径,直接把老人送到目的地。将来还能配合机械手,实现吃饭、喝水、取物之类的操作性功能。
第二类是助残机器人,尤其是弥补肢体功能缺失的智能假肢。传统的假腿只是些简单的机械结构,比如参加奥运会的“刀锋战士”,整体而言对用户和环境的适应性很差。智能假腿能够自动适应用户,甚至自动操作。比如打滑了,能自动控制做出一些反应,而不仅仅是被动接受。传统的假手很大程度上是装饰性的,智能化的产品就能够做出一些实际的操作。
第三类是居家、护理机器人。不是像前两个那样直接增强人体机能,而是像个保姆一样,在家里做各种家务。做饭、取物、清洁、安全监控、远程互动等等,还能跟远程医疗挂钩。这方面交大已经有了做饭的机器人,目前还是面向食堂、饭店等公共用途,将来可能走向家庭。还有就是最近比较火的清洁机器人。这种产品物美价廉,市场很大,我国发展的也非常快。更高级的产品也在不断发展,比如加上定位功能实现路线规划等。其他的产品,擦地的、擦窗的、清理管道的等等,也都已经出现了。
第四类是教育娱乐的机器人。现在很多中小学甚至大学都采用了机器人作为教具。上海中学就有机器人实验室。机器人的交互性好,学起来不枯燥。学科内容也很综合,材料、机械、电气控制、电脑编程、能源,都有所涉及,教学效果很好。娱乐类的,最早就是索尼的AIBO,后来被裁掉了。近些年我国的相关产品也开始大量上市了,仿人机器人、无人机等等,都很受欢迎,出口量很大。
还有就是偏专业应用的医疗机器人。手术机器人现在已经应用的比较广了,比人更精确、稳定,而且不知疲倦。而且人手的自由度和运动范围有限,机械机构则可以做的又小又灵活,还能跟影像设备结合在一起,提高手术水平。此类产品中达芬奇是较成功的,中国也有不少进口。不过达芬奇一家的产品仍然无法完全适应各种不同的需求,价格也很昂贵。此外还有理疗、康复功能的机器人,上海也有交大和上海大学等单位正在研究。
世界科学:服务机器人的应用前景非常广阔。那目前的发展过程中还存在着那些问题阻碍着这个产业的全面爆发?
陈卫东:主要的问题有技术的也有经济的。彻底解决这些问题、让大众完全接受服务机器人产品还是需要一个过程。
技术上来讲,最难、也是最重要的问题就是安全。计算机不会动,出了故障不会威胁人身安全。机器人要互动,尤其是服务机器人跟工业机器人又不一样,与人的距离非常近,甚至是物理上的直接接触。机械上出了故障,比如电线断了、电机失灵、不听控制了,打到人怎么办?控制系统也是一样。Win-dows系统这么成熟了还是不断要打补丁,机器人的控制系统也难免有Bug。服务机器人所处的环境又那么复杂,必须要考虑到各个环节故障出现了怎么办。这一点上来说,清洁机器人现在发展的最成熟,也是有安全要求较低的因素——清洁机器人发疯了顶多四处撞墙,没什么危害。其他的大型机器人在安全方面的要求就高多了。安全问题在技术上也是个系统工程,软硬件各个环节都要留心。比如硬件上,借鉴电动螺丝刀的机构设计,到达一定的力之后机械结构会主动脱开不再施力。软件上的进步空间更大。我们的智能轮椅已经在食堂、地铁等环境下测试过.能够在复杂的动态遮挡中不断计算路线,防止撞人。当然,整体上提高安全性仍然需要不断的改进。
除了安全之外.第二个技术问题就是如何提高智能化水平。我们说了服务机器人的工作环境比工厂复杂得多。工厂里的工业机器人大部分都是固定的、环境可控的。服务机器人的工作场合可能在家里,也可能在公共场合,是非常多变的,要快速检测、识别出环境的变化,并且不断做出判断、修改执行方案,最终实现目标。智能轮椅旁边突然跑过一群人,轮椅就必须即时发现障碍物,同时计算出最短的又不会撞人的合理路线。这就是自主性、智能性的要求.需要不断提高。
经济方面的问题,主要还是成本。而成本问题在很大程度上是因为目前的销售量还没上去,缺乏制造的规模效应。服务机器人涉及的很多机械结构、电机、传感器等零部件的采购成本,都与市场规模有关的。要解决这个问题,一个是直接的,尽快开拓市场。另外就是在技术上迂回解决.主要是学习之前计算机产业的标准化、模块化的路子。现在不同厂家生产的计算机部件,都是能够任意互换的,对维护也方便。机器人现在还做不到这一点,但相关研究已经受到了重视。863计划也在支持一个机器人模块化的专项,我们也参与了。整个项目的目标是在软硬件上都实现模块化、高度互用,从而节约成本,提高效率。
世界科学:在服务机器人科研成果的产业化方面,您有哪些体会?
陈卫东:从整个服务机器人产业来说,硬件比软件成熟的多。从电机到传感器在内的各种零件都已经是在其他领域中充分发展过的。所以软件才是个更核心问题。现在已经有大公司开始在布局服务机器人的软件系统了。微软曾经搞了个RoboticsStudio的操作系统,后来又有Willow Garage公司推出的ROS (Robot Operating System)系统。这种对操作系统平台的争夺就像手机上的安卓系统同iOS系统的竞争,能够在很大程度上左右未来服务机器人产业的发展。目前看来.微软走的还是当年Win-dows的思路,系统相对封闭。而ROS是开源的,可以贡献自己的模块,互相调用集成,是个开放的平台。现在很多机器人都支持ROS,效率高,全世界都在用,可以把工作分享,也是目前我们研究和试验中所应用的主流。这是技术的成功也是商业机制的成功。机器人确实千奇百怪,不是一个模式能解决、能包揽的,一家公司包打天下确实比较困难。而ROS的策略就比较适合,能够集思广益。
除了操作系统本身,在这一平台上对不同机器人进行的应用开发和深度优化也是一项重要工作。我们的轮椅的研发就借鉴了ROS系统,但是又做了很多针对性的改进。比如建立了完善的软件测试环境,做了定位模块。这些具体工作同样是很重要的。
近期谷歌大规模收购机器人公司的举动我也注意到了。他收购的这些公司,基本上覆盖了跟机器人相关的各个方面的技术,控制、机械都有了,已经是一个完整的生产链条了。谷歌本身也做了很久的无人车研究,有很多相通之处。而且他在搜索领域的深厚积累也非常有意义。因为所谓的人工智能,在实际的工作过程中很多都是通过搜索来实现的。智能轮椅的路径规划本质上就是搜索,在大量选择中搜索最佳路径:当年下国际象棋的“深蓝”,还有参加知识竞赛的“沃森”,其智能度都是体现在优秀的搜索方案上。所以从这些方面来说,谷歌虽然刚刚进入机器人产业,但绝对不是个外行。转入机器人行业的IT公司也不止谷歌一家。我国的联想也成立了机器人部门,而且在很多年前就曾经来到交大考察过,说明并不是一时跟风的举动。
以谷歌为首的IT公司的介入,直接带来的一个技术预期是互联网技术对服务机器人的渗透。为了保证充足的运算能力,目前机器人的信息处理单元在机体的成本、能耗、空间方面都占有重要比重。而且随着智能度水平的提高,对运算能力的要求也会越来越高。如果应用互联技术使机器人保持时刻在线,或许可以将许多复杂计算在远端解决。互联网也提供了庞大的知识量,能够让机器人深入挖掘、充分利用,应对不同的问题随时产生解决方案。
世界科学:您对我国以及上海市的服务机器人产业的发展有何建议?
陈卫东:在我国,机器人产业和其他很多产业相类似,整体而言就是集成能力较强,但缺乏核心零部件的生产能力,、这一问题在我国工业机器人产业的发展中就非常明显。电机、减速器、控制器等等重要部件都被国外垄断,我们自己的发展就常常被“卡脖子”。服务机器人在这方面的障碍则相对较小。服务机器人对负荷、精度等性能的要求较低,因此对结构、动力方面的高端器件的依赖度较低。当然传感器也仍然是个短板。我们的轮椅中,除了最贵的激光测距传感器之外其他主要部件都能在国内采购。而在软件、控制等方面,服务机器人产业也没有产生工业机器人那样的垄断格局。不算ROS这类已经结合了商业推广因素的成功产品,我国单纯在在软件编程的能力上并不弱。
就上海而言,既有充足的人才储备,也有广大的市场需求,本身很适合发展服务机器人产业。从我们实验室先后走出去的人才分散到了工业、代理、工程、定制安装等各个机器人领域。
上海也有未来伙伴这种非常有特色的机器人公司。展望未来的发展前景,首先是配套的软件开发方面的能力建设。上海在该方面有比较扎实的人才储备和培养基地,这也对应着机器人问题的核心。其次是传感器,上海现在起步有点晚,但其意义并不仅仅在于机器人产业.是可以应用到其他很多领域的支撑性产品。在核心的技术方面,我们的智能定位和导航系统可以用在轮椅上.将来也可以做成通用的功能模块移植到其他各种类型的产品上。建立好自身的技术基础,才能为上海服务机器人的进一步发展提供可能。
来源:世界科学 2014年9期
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