北京信息科技大学无人航空器技术研究协会  
BISTU Unmanned Aerial Vehicle Association

 
协会简介

     北京信息科技大学最强的科技创新创业孵化组织。以推动产学研一体化与产教融合为目标,以“创新、高效、协作”为工作宗旨,运用了现代企业式的管理运营模式,最大化的联动学校现有技术和人才资源优势,并由国内顶尖无人机企业参与,着力培养关于无人航空器技术方面的技术人才,不断孵化科技创新与科技创业项目,努力帮助一届届勤信学子,实现自己的技术创新与创业梦想,并努力成为全国知名技术成果转化与科技项目孵化平台!

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北京信息科技大学

无人航空器技术研究协会

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项目介绍
智能飞行网络机器人项目
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随着人工智能技术和互联网技术的发展,网络机器人已经越来越完善,网络机器人通过实事连接互联网,拥有庞大的信息量。并且通过更加亲切的人机交互方式(语音、手势),更贴近人们最直观的交流模式,进一步打消了人与机器的交流障碍。是人工智能发展的最新产物,是机器人技术和网络技术的结合的最新成果。也是可预见的未来电子产品、互联网产品市场极具潜力的革命性产品理念。目前市面上的实体网络机器人如腾讯公司的Qrobot和虚拟网络机器人如苹果公司的Siri智能助手。一经推出,立刻受到电子产品消费者的热烈追捧。日本总务省在2004年也开始了网络机器人研究计划,由东芝、三菱重工、松下电器等5家大型公司共同实施。这些都是网络机器人产品未来前景的一个有力证明。

 与此同时,小型无人机技术的发展也趋于成熟,尤其是自动驾驶技术,能够让飞行器(特别是旋翼飞行设备)按照预设的程序自主完成任务。并且还根据无人机上搭载的传感设备所提供的信息进行自主操作,进行一些临时动作(如航线自动修正、动力系统故障时自动开起降落伞)。并且飞行系统抗干扰能力强,定位准确,飞行十分稳定。现已在众多国家民用工程建设当中大展拳脚,发挥了其他工程设备、技术人员不可替代的作用。

 据此,飞行的小型网络机器人的设想应运而生。它结合了普通网络机器人和无人飞行器的优点,不仅可以通过庞大的互联网信息为人们的日常生活、工作、娱乐提供服务。同时能够在空间自由穿梭,通过传感器感知周围环境,自主行动甚至递送物品。并且其优于人行机器人和地面机器人的地方在于行动控制技术和机械结构相对简单,而行动速度和精度均较高,同时又拥有无视地形等复杂因素的不良影响的能力,可谓完美的集双方优点于一身。

一、产品功能、特色构想

 本产品(以下称“机器人”)两大主要能力是拥有互联网的庞大信息库和根据指令智能自主飞行的功能。与其相关的衍生能力以及其他辅助功能、特色。将在下边简单例举:

1、机器人首先对工作环境自动进行信息录入(如家庭的客厅、卧室位置和特点),机器人将能根据使用者的语言命令,选择正确的路线移动到相应的位置。

2、机器人能够根据使用者的语言命令搜集相关的网络信息,并用语言反馈给使用者(如音乐、名词解释、有声读物、交通信息、新闻大事、天气预报等)

3、机器人能够利用互联网和内部设备帮助使用者安排日程、信息备忘或完成电子商务内容并将信息反馈给使用者或跟使用者进行信息交互和传达。(如订火车票、飞机票、网络购物、银行卡挂失等)。

4、机器人能够拥有一定的载重能力,近距离递送简单的物品。

5、机器人能够通过互联网帮助使用者进行网络社交活动,通过语言传达QQMSN、微博甚至手机短信的文字内容。

6、机器人能够进行第三方“应用”扩展,来实现更多其他功能。

7、机器人拥有一定的自主学习能力,当任务超出预设程序时可通过“云”技术由运营商不断更新完善。

8、机器人能够在室内“永久”飞行工作而不必降落充电。

二、产品具体应用

 根据机器人以上能力和功能特色,本机器人将能有许多用途,下面我们来具体举出目前能够想到的一些用途:

(一)    个人、家庭应用

1、智能家庭管家:通过家庭网络根据人的声音控制家用电器(电视、空调、热水器),并能沟通过互联网提供娱乐功能,例如为儿童朗读有声读物、播放音乐、提供网络社交服务等。

2、私人工作助理:帮助使用者安排工作日程、进行出门行程安排、查询地理信息、交通信息、处理邮件、创建备忘录甚至进行杂志订阅、网上购物、订机票等。让私人办公更加方便快捷

(二)公共应用

1、公司办公室助理

 机器人可以通过与公司工作电脑、影印机等设备互联,通过使用者的语言命令进行计算机之间文件传输、邮件群发、会议记录、影印文件等与计算机相关且不太需要技术含量的工作。省去了办公室内的多余体力岗位。并且方便、迅速和准确,避免了人为的错误和拖延。

2、电视(访谈)节目机器助手

在电视节目尤其是访谈类节目中,机器人可以在必要时帮助主持人解释嘉宾所说的专业内容(如专业名词、外文翻译等)。同时还可以为主持人、嘉宾递送矿泉水、为嘉宾准备的礼品等其他节目拍摄时临时需要的小件物品。语音的交互方式既方便快捷,同时新鲜感会带来更好的收视率。

3、大型会场助理

 在大型会场(如演讲现场、发布会现场等),机器人可以代替人宣读会场纪律等会场相关的文件。记录来宾信息。同时可以快速的递送话筒等会场物品到指定位置。方便迅速且节省了会场人力。

三、主要技术要点

1、行动(飞行)动力系统机械部分

    飞行动力的提供方式采用同轴反转风扇推动的气流,再运用四个涵道进行分流提供向上升力的动力推进模式。通过控制四个涵道出风口大小来控制机器人各方向运动。

2、动力系统能源部分

能源部分,考虑到机器人功耗十分巨大,目前市面上研制的电池不能满足其进行长时间工作。所以拟采用最新的提供动力模式,现在的方案有两种:

1)采用目前市面上已经开始售卖,并且极有技术发展潜力的基于磁共振原理的无线充电技术和设备。详细见【附录1】。

2)采用目前技术已经成熟,成本低,可永久提供电力但还没有完全民用市场化的原子能电池。详情见【附录2

(注:第一种方案仅适用于室内或小范围工作区域,由于本项目定位是家庭、办公室和非露天会场等室内场合机器人,故适用于本项目。)

3、  智能、控制的通信部分

机器人由于许多服务和信息索取需要通过互联网,考虑到机器人的工作环境是室内日常环境,又需要移动,权衡经济性和实用性两方面因素,拟采用第三方WLAN网络热点进行机器人与上位机、互联网的信息通信。

行动控制系统有两种方案草案:

(1) 实体自驾仪系统

 机器人上搭载实体的自驾仪系统,通过机器人各传感器和人类指令命令等传达的信息,经过运算模块计算处理后,将反应信号传达给伺服器,控制相应的舵机、推进装置进行相应动作。

 这种方案反应迅速,精确,性能稳定,但是成本极高,经济性极差。

(2) 虚拟自驾仪系统

 机器人上不搭载实体自驾仪,只保留传感模块、伺服器和WLAN网络收发器。传感器将传感信息通过WLAN网络传输给控制机(家用电脑等),通过一套开发的程序进行处理,得到机器人应该做出如何反应的信息,再通过WLAN(可直接采用WiFi协议)网络传到机器人搭载的伺服器,由伺服器控制推进装置做出相应动作。

 这种方案计算迅速,但由于通信较为复杂,其精度、速度、稳定性比上一种方案较差,但完全能够满足民用设备要求,而其经济性能十分优异,并且拥有易改进的优点。但由于多出一件设备或需要家用电脑的支持,可能会对用户体验,尤其是家用用户体验打折扣。

      两种方案将根据技术可实现性、客户调查需求、经济性实用性等多方面因素综合权衡后做出相应的选择。

4、  智能、网络服务部分

智能、网络服务部分是指机器人人工智能功能和网络信息服务功能的实现部分,可以向相关通讯技术、电子技术公司定制智能模块。