【特约专题】先进机器人的智能控制与计算

人工智能、机器人、智能系统与社会生活日益交融。随着人工智能的发展，特别是智能控制与计算研究的深入，机器人拥有了与人类更为相似的学习、决策和操作能力。

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在很大程度上，智能控制可以视为一种模仿人类智能进行学习、决策和问题解决的控制方法。同时，传感器、执行器、通信与计算的发展为机器人实现智能控制所需要的软硬件研发提供了坚实的基础。通过不断鼓励机器人产业创新，智能控制软硬件的协作集成将会给工业机器人、服务机器人和特种机器人带来光明的发展前景。

2018年10月，IJAC将出版特约专题: 先进机器人的智能控制与计算。本专题旨在研讨使用智能控制和计算方法的机器人、机电系统在设计、控制和应用方面所面临的机遇及挑战，同时还介绍了有关推动智能机器人发展的专家观点，并探讨了将来可能的研究方向。

图片来自网络

无疑，智能控制与计算在智能制造、物联网、医疗健康、智能服务方面发挥着越来越重要的作用。通过邀请智能控制与计算领域中重点研究方向的专家学者讨论机器人相关控制方法与技术的协同创新，本专题最后收录了2篇综述、5篇研究论文。

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专题客座编辑

谭民研究员 

中国科学院自动化研究所

孙钰教授 

多伦多大学

喻俊志研究员 

中国科学院自动化研究所

专题导读

Editorial for Special Issue on Intelligent Control and Computing in Advanced Robotics

第一篇综述"应用于小型机器人中的软件"(Software for small-scale robotics: a review)来自德国奥尔登堡大学Tobias Tiemerding研究员和Sergej Fatikow教授，文章回顾了当前小型机器人的研究方法，并将应用其中的软件分成四大类：卖家提供的软件(vendor-provided software)、机器人软件框架(robotic software frameworks)、科学软件(scientific software)、内部开发软件(in-house developed software)。基于多项标准，文章对每一类软件进行了评价，并讨论了各自的优点及局限性。

Software for Small-scale Robotics: A Review

Tobias Tiemerding, Sergej Fatikow

1) SpringerLink

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1130-2

2) IJAC官网

http://www.ijac.net/EN/abstract/abstract2039.shtml

第二篇综述“智能机器人的研究现状及未来发展趋势”(Current researches and future development trend of intelligent robot: a review)来自北京航空航天大学王田苗教授团队，文章详述了人机协作、无人驾驶技术、情感识别、脑机接口技术、仿生软件机器人、云端平台、大数据网络等关键技术及前沿技术的研究现状，并深入探讨了中国智能机器人的未来发展及应用。

Current Researches and Future Development Trend of Intelligent Robot: A Review

Tian-Miao Wang, Yong Tao, Hui Liu

1) SpringerLink

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1115-1

2) IJAC官网

http://www.ijac.net/EN/abstract/abstract1985.shtml

中文导读

第三篇研究论文“3自由度刚性机械臂旋翼飞机”(Rotorcraft with a 3DOF rigid manipulator: quaternion-based modeling and realtime control tolerant to multi-body couplings)来自法国高等科学技术学院(Polytechnic Institute of Advanced Sciences) J. U. Alvarez-Muñoz博士团队，该研究提出了可渐近稳定系统姿态及位置的控制律，实验结果表明该控制律可有效克服干扰。

Rotorcraft with a 3DOF Rigid Manipulator: Quaternion-based Modeling and Real-time Control Tolerant to Multi-body Couplings

J. Alvarez-Munoz, N. Marchand, J. F. Guerrero-Castellanos, J. J. Tellez-Guzman, J. Escareno, M. Rakotondrabe

1) SpringerLink

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1145-8

2) IJAC官网

http://www.ijac.net/EN/abstract/abstract2029.shtml

第四篇研究论文"服务机器人选择性注意引导的主动语义认知算法"(A selective attention guided initiative semantic cognition algorithm for service robot)来自山东大学田国会教授团队，该研究综合了选择性注意模型、认知、知识存储、语义推理等方法，提出了智能空间选择性注意引导的主动语义认知算法，旨在提升机器人的适应性和服务效率。

A Selective Attention Guided Initiative Semantic Cognition Algorithm for Service Robot

Huan-Zhao Chen, Guo-Hui Tian, Guo-Liang Liu

1) SpringerLink

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1139-6

2) IJAC官网

http://www.ijac.net/EN/abstract/abstract2028.shtml

第五篇研究论文"船用起重机系统的非线性耦合控制"(An energy-based nonlinear coupling control for offshore ship-mounted cranes)来自南开大学方勇纯教授团队。该研究探讨了船用起重机系统的控制问题。基于耦合模型，该研究设计出全新的基于能量的非线性控制器(novel energy-based nonlinear controller)，而后通过李雅普诺夫方法和拉萨尔不变集原理分析了闭环起重机系统(closed-loop crane system)的渐近稳定性(asymptotic stability)。

An Energy-based Nonlinear Coupling Control for Offshore Ship-mounted Cranes

Yu-Zhe Qian, Yong-Chun Fang, Tong Yang

1) SpringerLink

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1134-y

2) IJAC官网

http://www.ijac.net/EN/abstract/abstract2022.shtml

第六篇研究论文"基于强化学习和知识库将服务指令转化为行动"(Learning to transform service instructions into actions with reinforcement learning and knowledge base)来自山东大学田国会教授团队。该研究以知识库为支撑，提出一种强化学习方法，可将自然语言指令转化为可执行的动作序列。在强化学习背景下(in the context of reinforcement learning)，研究者们将物体状态(object states)作为评价因素(evaluation factors)，提出一种评价家庭服务操作结果(judge the result of home service operation)的方法。特别值得注意的是，该研究还将知识库开发为实施强化学习(reinforcement learning implementation)的联想手段(associative mean)。

Learning to Transform Service Instructions into Actions with Reinforcement Learning and Knowledge Base

Meng-Yang Zhang, Guo-Hui Tian, Ci-Ci Li, Jing Gong

1) SpringerLink

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1128-9

2) IJAC官网

http://www.ijac.net/EN/abstract/abstract2030.shtml

第七篇研究论文"带有三联动欠驱动手指的3D打印机械手"(A 3D-printed robot hand with three linkage-driven under-actuated fingers)来自中央民族大学吴立成教授团队。该研究集中于机械手掌(robot palm) 及三指机械手系统(three-finger robot hand system)，改善了欠驱动手指机械装置(under-actuated finger mechanism)，模仿人指在不同环境下完成抓取任务。该研究利用3D打印技术制造机械手，降低了生产成本，同时增加了设计灵活性。在实际机械环境下完成的抓取实验显示该机械手可抓取不同大小的物体。

A 3D-printed Robot Hand with Three Linkage-driven Underactuated Fingers

Xia-Li Li, Li-Cheng Wu, Tian-Yi Lan

1) SpringerLink

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1125-z

2) IJAC官网

http://www.ijac.net/EN/abstract/abstract1999.shtml

本期推荐

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Toby Walsh

1) SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1127-x

2) IJAC 官网:

http://www.ijac.net/EN/abstract/abstract1994.shtml

中文导读

Complex Modified Projective Synchronization for Fractional-order Chaotic Complex Systems

Cui-Mei Jiang, Shu-Tang Liu, Fang-Fang Zhang

1) SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-016-0985-3

2) IJAC 官网:

http://www.ijac.net/EN/abstract/abstract1940.shtml

A Nash Game Approach to Mixed H2/H∞ Model Predictive Control: Part 3 – Output Feedback Case

Pakkiriswamy Aadaleesan, Prabirkumar Saha

1) SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-016-0969-3

2) IJAC 官网:

http://www.ijac.net/EN/abstract/abstract1652.shtml

Improvement of Wired Drill Pipe Data Quality via Data Validation and Reconciliation

Dan Sui, Olha Sukhoboka, Bernt Sigve Aadnøy

1) SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-017-1068-9

2) IJAC 官网:

http://www.ijac.net/EN/abstract/abstract1945.shtml

感谢本期客座编辑中科院自动化所喻俊志研究员对以上内容的审核与修改！

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本文编辑：欧梨成

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