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英国布里斯托机器人实验室
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  • 我们的使命是理解机器人和嵌入式智能的科学、工程和社会作用。我们的多学科方法旨在创造能够独立工作的自主设备，它们可以相互协作，也可以与人类社会中的我们一起工作。

    布里斯托机器人实验室成立于2005年12月，是由布里斯托大学、西英格兰大学和HEFCE资助的合作研究伙伴关系。在Chris Melhuish教授的指导下，该实验室是智能自主系统实验室(IAS)的发展。
产品组合

  • 项目

    • 能源自治:生态机器人

    • 我们工作的一个目标是建立能量自主机器人。为此，利用微生物燃料电池(MFC)技术从糖等精制食品和昆虫、水果等未精制食品中提取电能。这是通过从微生物代谢过程中提取电子来实现的。要成为真正的自主机器人，需要在它们的行为组合中加入搜索、收集和消化食物的动作。机器人将被设计成保持不活动状态，直到产生足够的能量来完成下一个任务。这可能被证明是行为选择机制设计方式的范式转变。

      项目代号:“生态机器人”。

      到目前为止，已经开发了两个这样的机器人，即EcoBot-I和EcoBot-II，它们在某种程度上展示了这种类型的行为。2002年开发的EcoBot-I使用大肠杆菌，用糖喂食;2004年开发的EcoBot-II使用污泥微生物，用死昆虫和食物垃圾喂食(以及其他基质)。

      这个项目使用相同的MFC技术，也在研究基于机器人人工鳃的水下自主。

    • ecobot III项目:能源自主

    • Ecobot III是EPSRC资助的项目，于2007年1月结束。该项目的主要目标是开发一种带有板载流体循环的机器人，能够从环境中收集能量并清除自己的废物;所有这些功能都是由mfc驱动的。由于该项目具有挑战性的性质，快速原型技术被充分利用，以生产一个独特的设计，轻量级和强大的机器人结构，包括多个部分。此外，由于机载能源的稀缺，该团队被要求开发超低功耗的电子电路来操作机器人。

      右边的图片显示了当前的生态机器人团队。

      摄取/消化/消化管(左图)
      这是机器人的最上面部分，由摄入，人工消化和固体废物排泄机构组成。这幅图像清楚地显示了容器内的污泥和沉淀到容器内的固体废物。

      污泥和水的分布和mfc(右图)
      这是机器人的中间部分，由污泥分配机构(白色固体螺旋环)和mfc(共24个)组成，它们显示在分配机构的下方。在mfc下面有一个溢出收集托盘，反馈到上面的摄入容器。

    • 在类人机器人中实现同理心

    • 这个项目是关于情感表达代理的可信度。其目的是在人形机器人的头部产生面部行为，这样当一个人与机器人说话时，他会感到被倾听的方式是富有同情心的。在这项研究中，我们将追求人类动态面部表情的分类和机器人中适当的动态表情的生成技术。这将需要“心智理论”模型和动态情感模型。我们正在与计算机图形专家合作，他们能够从图像中提取“特征”特征，并使用这些特征创建新的动作序列，其行为在质量上与示例集相同。我们特别感兴趣的是，在缺乏“真正的”智力的情况下，一个人如何以及在多大程度上实现心理参与和理解的错觉。我们的目标是找到新的方法，通过产生真实的、非重复的面部行为，传达某种潜在的情感状态，来增强人类的相似性。

    • 机器人手势

    • 这个项目的重点是通过拟人化机器人产生可信的对话手势。人类与机器人互动的一个重要部分是，对人类来说，他们有一种与智能代理互动的感觉;一种可能实现这一目标的方法是制造一个既能说话又能做手势的机器人。手势是人类交流中不可或缺的一部分，不仅是语义内容，也是说话者思维过程和对话伙伴参与的证据。这将需要一个能够产生类人动作的控制器，为了将这种进化策略应用到神经网络，正在研究如何生成这样的控制器。手势本身及其与语音的协调将使用一种新的自然语言和手势生成器(NLGG)来生成。NLGG将提供由进化控制器执行的指令。特别有趣的是，手势如何影响人与机器人的互动以及对机器人的感觉。我们将与心理学家合作进行这样的调查，最初使用隐藏的远程呈现控制(绿野仙踪)，最终使用完全实现的系统。

    • 触觉传感
      机器人人形手研究

    • 为了与人类以及他们所生活的非结构化环境进行物理交互，机器人将需要精确而复杂的触觉。这个项目是研究和设计一个带有触觉仪器的人形机器人手。

      我们用触觉与他人和环境互动。有人说，在所有的感官中，如果失去了触觉，对一个人的生活质量会产生最不利的影响。由于触觉的缺失，在没有明显的视觉反馈和努力的情况下，人类不再能够控制物体，甚至自己的肢体，同时也失去了与他人进行有意义的身体互动和交流的能力。触觉是人类自主独立存在的重要组成部分，在人与人之间的情感互动中起着重要作用。

      将为机械手开发的多模态触觉传感器将允许对物体进行精确控制和操作，以及在非结构化环境中主动收集物体触觉信息的能力。这项工作还将研究将这种仪器化的手用于先进的假肢，并用于精确的触觉在安全方面发挥重要作用的人与机器人的交互。

    • 触觉表示项目

    • 该项目旨在利用人造手指获得的摩擦学(摩擦)数据产生纹理概念。长期目标是让人工手探索环境，学习和分类遇到的不同纹理。在实现这一目标之前，正在开发一种人造手指上的纹理概念生成和获取技术，使用专门用于检查纹理特征的人造纹理。

      我们的手指(右图)
      这只手指是用聚碳酸酯塑料用快速原型机制成的。手指背面嵌有一个麦克风，用来记录与表面接触时的振动，因为手指嵌有麦克风，采集到的环境噪声水平降低了。为了提高信噪比，一个前置放大器被放置在尽可能靠近麦克风的位置，这将导致非常强烈的信号直接接触手指。

      初步试验证明，裸塑料材料在与表面接触时没有足够的摩擦或变形来充分记录摩擦学数据。为了提高录音质量，在手指外侧添加了乳胶皮肤。

    • 群机器人系统中的学习

    • 本课题的目标是设计一个具有理想群体行为的群集机器人系统。我们通过向小组内的个人引入学习能力来实现这一目标。我们感兴趣的是让个体机器人学会与彼此或它们的环境互动，使用规则来最小化因干扰而产生的冲突，或最大化群体的生存总收入。为了探究这些问题，我们设计了一组机器人来执行类似觅食的任务。我们选择觅食是因为与生物灵感相关的动机，主要来自于蚁群。

    • 信天翁无人机:动态翱翔

    • 信天翁利用动态飞翔穿越数千英里的开阔海洋。本项目旨在利用动态翱翔技术克服小型无人机(uav)的续航限制。以前的研究确定了开环控制律，但为了在真实飞机上有效使用，闭环控制律是必需的。我们打算用智能控制来利用强化学习来识别这样的闭环控制律。这个项目的第二个方面是技能转移。最初，由于明显的安全和成本原因，控制器训练将使用模拟。之后，学习到的控制律将用于一个真正的滑翔机。

    • 飞群:集体运动

    • 本研究的主要目的是开发一套用于一组自主飞行机器人的集体极简运动算法。一组物理机器人已经被设计和建造，并被用于演示如何在三维空间中使用简单的规则来实现群集和归航。机器人使用氦气球(飞艇)，因此推进、通信和定位系统的有效载荷有限。这种灵感来自群居昆虫，它们只使用局部感知和交流，不与所有群体成员直接交流。

    • Whiskerbot:触觉传感器

    • 2005年，我们与谢菲尔德大学的适应性行为研究小组开始了一个合作项目。这项研究由EPSRC资助，被称为Whiskerbot，研究了一种仿生人工胡须系统，它可以提供一种新型的机器人触觉传感器，能够识别纹理和物体识别。该项目包括在移动机器人上安装一系列主动控制的人工胡须，该机器人将输入大鼠大脑中感觉路径的生物精确计算模型。