基于端口的复杂分布参数系统模型分析与仿真方法(PACDAS, STW-TWI.6012)
该项目由STW资助，与数学系系统与控制组合作。博士生Norbert Ligterink从2003年9月开始研究这个项目，Goran Golo从2003年2月到12月是博士后。从2006年1月起，来自法国的博士后达米恩·埃伯拉德加入了这个项目。他主要在格罗宁根工作，于2005年9月开始在Arjan van der Schaft的新应用分析小组工作。
该项目的研究目标是在物理工程系统建模和仿真的两种成功方法之间建立一个综合:分布式参数系统模型的有限元方法和基于多物理端口的集中系统模型的方法。其目的是将有限元方法(FEM)的准确性和威力与基于端口的建模的通用性、动力学和控制结合起来。
这种综合有以下几个方面:
更多PACDAS项目的例子
非线性哈密顿量的动力学
弹性梁的哈密顿量是一个约有220项的四阶多项式。该系统可以使用耗散来寻找最小或静态解，这是共轭梯度方法的控制工程版本。
同样的哈密顿量和相同的状态可以用于动态模拟，它可以保存能量，不是显式的，但是可以保存到小数点后5位3000个时间步。
代码是用C语言编写的，使用libplot和lapack库。它由两个独立的代码组成:
在浮点运算中，求值(函数导数)的花费大约是哈密顿量中因子总数的三倍。改进的集成步骤使用最后的和以前的渐变。通过计算系统中的能量，模拟测试步长误差。上面的模拟只需要几秒钟就可以运行，其中I/O占了大部分计算时间。
Geoplex
欧盟资助的GeoPleX项目的目标是开发方法和软件工具，以帮助在多个物理领域的复杂物理系统建模、分析和控制。该项目由全欧洲的合作伙伴完成;其中一个合作伙伴是数学系的系统与控制小组。由于能量在这些系统中往往扮演着重要的角色，因此发展的出发点是波特控制哈密顿系统的概念，在这种系统中能量结构被明确地显示出来。
Geoplex项目于2006年完成。一本概述Geoplex研究的书将由施普林格在2008年出版。
正在进行的工作……
仿人机器人
该团队的梦想是在未来十年制造出一个功能齐全的类人机器人。基于这个目的，该小组正在努力对类人动物的不同部位进行研究。特别是，在去年，该小组一直致力于开发一个人形头颈系统，一个灵巧的机械手，一个节能的膝盖锁定机构，最后，通过继续该小组早期的工作，扩展了双足行走的知识。完整的人形项目实现了一个真正的多学科平台，这需要与特温特大学的其他院系和学院密切合作，特别是与机械工程和工业设计。此外，在这一背景下，该集团已经扩展了与特温特机电谷各公司和荷兰其他技术大学的研究小组的合作网络。
仿人步行
该小组认为，彻底理解三维动力学是设计鲁棒和节能步行算法的关键问题。出于这个原因，博士生Gijs van Oort利用几何洞察力进行模型简化。目标是找到数学方法，将广义坐标模型转换为只有少数有意义的“坐标”的模型。
几个MSc。成功完成了步行理论项目:动态步行和ZMP步行结合非线性能量守恒振荡器实现步行结构。创新的锁定机制将实现在双足步行者Dribbel。
通过与代尔夫特理工大学、埃因霍温理工大学和飞利浦公司的合作，旨在在该领域密切合作的“荷兰机器人”倡议已经启动。第一个大项目，制造足球机器人郁金香，今年参加了在中国举行的机器人世界杯，获得了很大的动力。对机器人的软件体系结构进行了研究。
由于走路需要腿的摆动行为，因此腿上的执行器也需要摆动行为，因此选择适合这项工作的执行器是有意义的。不幸的是，电机和其他传统的执行器在这种类型的执行中表现得非常糟糕:它们消耗大量的能量，并且不能存储在振荡周期的一部分中所做的负功。解决办法可能在于开发可变阻抗执行器。在可变阻抗执行器的背景下，一个名为VIActors的欧洲项目(在FP7中)已经获得了融资。作为对这一课题的初步研究，研制了一种新型无极变速传动装置(作为变阻抗驱动器的一部分)。
类人的头
作为一个单独的轨道，一个人形头颈已经被开发出来。该系统从机械、控制和人机交互的角度实现了一个多学科的平台。该项目与位于Oldenzaal的高科技公司Demcon合作完成。人形头部有7个自由度(4个在脖子，3个在眼睛)，并以类似人类的方式对环境做出反应(例如，它环顾四周，使用扫视，动态搜索有趣的东西看)。通过内部部分的光线投射来进行外部设计和实现表达。该小组与德克萨斯大学的人类媒体交互研究小组一起，正在致力于改善这种行为，以便将语音识别和合成、音频交互和类人情感结合起来。
猎鹰
该项目与ESI和Van der Lande Industries合作，旨在实现一个机器人系统，用于在配送中心操作和组合订单。这项研究将从两个方面展开。一方面，一种可变阻抗灵巧手将被开发出来，它应该能够根据几何形状，通过力量抓取和尖端抓取来强壮和灵巧地抓取物体。项目的另一部分致力于手臂-手系统的视觉伺服。
医疗机器人技术
Tele-manipulation
随着手术技术对患者的侵入性越来越小(MIS程序)，它们对外科医生来说也越来越复杂。由于这个原因，医疗界正在寻找机器人技术来减轻这种复杂性的可能性。直觉外科公司的“达芬奇手术系统”证明，通过远程操作系统，解释手术区域和做出所需动作的复杂性可以大大简化。
所有MIS程序的一个缺点是失去了外科医生的“触觉”。他要么在遥远的地方操纵手术场景，要么通过长腹腔镜仪器。研究表明，如果外科医生恢复了力量感，就能在对周围组织造成较小创伤的情况下完成手术。
使这种双向控制回路的设计极为复杂的一个常见方面是通信信道中的时延。对于这些双向控制回路，存在许多算法，它们要么提供了良好的稳定性特性，相对于时延和较差的透明度，要么反之亦然。
在本研究项目中，我们将研究一种新的双向控制回路设计方法，其目的是在基于能量交换的任意时滞下获得良好的稳定性和可达到的最大透明度。该领域的第一个理学硕士项目由B. Babakhani、理学硕士和M.C.J. Franken执行，理学硕士正在这个方向攻读博士学位。
自然孔腔内窥镜手术
自然孔腔内内镜手术(NOTES)是一种新型的微创手术形式。NOTES与传统MIS的主要区别在于，操作场景是通过人体的自然开口进入的。2007年4月，第一个真正的NOTES手术在大阪的日本外科大会上发表。手术包括切除胆囊(胆囊切除术)的30岁女性，并经阴道进行[1]。
NOTES比传统的MIS有几个优点。最重要的好处是在手术过程中对病人造成的伤害更小。这意味着他的术后疼痛减轻，可以在较早的阶段恢复日常生活。此外，MIS手术也可用于患有严重肥胖(这对传统MIS是有问题的)的患者，或遭受腹部伤害的患者。
使用NOTES技术的手术方法与目前的腹腔镜技术有很大的不同。要在手术室成功引进NOTES，机器人远程操作将是一个关键因素。远程操作设备将使外科医生能够以一种时间高效和成本效益的方式进行各种常见的诊断和治疗程序。
TeleFlex项目包括4个博士职位，其中两个在CE集团，已在过去一年开始在这个即将到来的研究领域。TeleFlex项目的重点是远程操作链的主设备。r . Reilink MSc。将研究触觉反馈对有知觉的外科医生的影响以及在什么情况下这种反馈对外科医生有益。M. Bezemer硕士将专注于软件结构以及如何设计分层软件以保证安全性。
洛佩斯
这个项目，一直关注的是实现一个下肢外骨骼用于中风患者的康复。该项目由NWO资助，由Herman van der Kooij协调，有3名博士生参与，其中一人在控制工程组。
REFLEXLEG
在这个由STW资助的项目中，将开发一种新的经股假体，与现有的假体相比，它将具有能量优势。该项目涉及2名博士生，与Velting教授团队和罗兴研发中心合作进行。
检查机器人
海盗
2007年，我们开发了一套流动煤气管道检查系统。该项目是Continuon Netbeheer、Kiwa Gastec Technology B.V.和特温特大学的共同努力。原型硬件已经在DEMCON开发完成。该机器人是为低压燃气总管的自主内部检查而开发的，无需人工干预。该机器人将用于检测煤气管道的泄漏或可能的弱点。
在项目的第一阶段，重点研究了移动移动机器人基地的开发。荷兰的低压网使用内径仅为50毫米的管道，因此对机器人的尺寸有很大的限制。一个机械原型已经开发出来，它能够通过直径从50毫米到120毫米的管道。它可以通过斜口和t型接头移动，并可倾斜30度。该机器人外形像“蛇”，由七个轮式模块组成，每个模块都有特定的功能。两个模块用于推进，两个模块用于弯曲机器人的形状(用于导航槽弯曲)，一个模块位于中心，用于机器人绕其轴旋转，一个模块用于动力存储，一个模块用于控制和传感器电子。机械装置已经在一个结构化的实验室环境中进行了测试。下一步是在更现实的环境中测试功能。
在另一个层次上，研究人员设计了一种具有结构光束(激光投影圆)的相机装置，它可以用作测量管道变形的传感器，也可以用于探测导航所必需的障碍物和弯道。在接下来的项目中，我们希望将这种装置小型化，以便将其集成到机器人的设计中。
天外火星
在与欧空局合作进行的这个项目中，考虑了高度地图的建模及其在预测ExoMars漫游者的导航方面的使用。本研究中出现的问题与稀疏海拔数据与精确地面力学模拟的结合有关。这是利用微分几何技术和计算几何方法的混合使用来解决的。
正在进行的工作……
基于模型参考的学习前馈控制
学习前馈控制的大部分工作都是在非线性效应的补偿上完成的，需要或多或少复杂的函数逼近器。然而，对于未知或时变线性系统，过程传递函数的逆函数可以用一个简单的线性传递函数来有效地描述。基于稳定模型参考自适应系统的思想，提出了一种学习前馈控制方案。结果表明，该系统在处理过程的顺序与逆模型不匹配的情况下具有很强的鲁棒性。此外，它对噪声的敏感度较低。未来的工作将是研究这种在处理未知或时变过程动态方面具有优越性能的方案是否可以与成功处理过程非线性的KSM方案相结合。
对不同的学习和自适应控制系统进行了比较，找出了每种方法的优缺点。在“机电演示器”上进行了实验
基于代理控制器设计
对于控制算法来说，基于端口的方法还不太成熟。这种方法将使控制器更加模块化，有助于控制器组件的可重用和更快的开发。从控制工程的观点来看，一个控制器通常被认为只包含控制算法。但在实际操作中，控制算法只是用于安全启动、控制和关闭系统的全部软件的一小部分。错误检测、错误处理和优雅降级是这里的问题。控制器的这些部分通常可以从早期的项目中重用。使用代理是连接不同控制器元素的一种可能的基于端口的方法。代理是控制组件，它从邻近的代理接收信号并与之交互，并决定自身是否激活。当一个代理处于活动状态时，它产生输出信号，这些信号可以与其他代理的输出相结合，产生最终的控制器输出。这是一种基于端口的方法，因为在制作代理系统时，只有接口是重要的。 The contents of the agents can be of varying complexity. The concept of agents thus also supports hierarchy and polymorphic realizations. When properly implemented, adding another agent does not require complete redesign of the coordinator, but only requires an extra connection to one of the ports of the coordinator.
在早期的工作中，Van Breemen的博士项目开发了一种基于代理的构造控制器的设计方法。这种方法的结果是控制器具有开放特性，这样就可以添加、修改或删除部分，而无需重新编程控制器其余部分的操作。在几个理学硕士项目中，已经开发出工具，帮助在工业环境中应用这种方法。要制作一个完全支持基于代理的控制器设计的集成工具，还需要做更多的工作。
一个博士项目已经启动，以进一步研究基于代理的控制器设计的可能性。
正在进行的工作……
流量测量
这个子项目始于1998年的STW项目，有两个博士，都在2002年毕业。从那一刻起，该集团开始研究科里奥利质量流量计，与荷兰一家领先的流量控制器公司合作。这项研究的成功导致了与荷兰机电公司Demcon (Oldenzaal)的进一步合作，2004年支付了一名新的博士研究员(AIO)。
装有流动液体的管子被迫绕着规定的轴振动。由于科里奥利力(与质量流量成正比，垂直于流量矢量和旋转矢量的方向)，振动变得略有不同。这些非常小的变化(振幅或相位)需要用灵敏的位移传感器来测量。
该研究旨在应用于更低的质量流量范围，如半导体工业和气体的要求。MI组参与了传感部分(振幅小于10纳米的运动)、信号处理和驱动部分的开发。对决定流量和干扰灵敏度的各种参数进行了深入分析，然后设计和评估了一个实验原型，包括一些智能传感和驱动原理(正在申请专利)。
I-Sense:基于多个传感器的系统，用于安全和安保相关应用
该研究项目始于2006年底，是与英国EX-Beams公司合作，在欧盟居里夫人项目框架下开展的。
今天非常需要制定能够提高安全和保障水平的解决方案。最大限度地减少来自恐怖主义的风险和发现未爆炸军火、炸药和非法毒品的挑战是巨大的。本项目旨在开发两个完全集成的技术先进的检测平台。当前的IMS技术是在70年代早期开发的，因此它是一种经过验证但相对较老的技术。它有缺点，繁琐，很难在港口或检查点分析可疑卡车等大型物体。EX-Beams的解决方案是对现有技术的改进，并提高了IMS检测能力。
另一项技术，x射线成像，也广泛用于探测炸药和武器(如藏在行李中的)和地雷。然而，这些设备体积庞大，价格昂贵，对操作人员来说也很危险。我们小组已经找到了一种利用低能量致密x射线源进行有效x射线成像的解决方案。
其他项目:
与工业界合作开展了各种理科硕士项目。下面列出了它们，并附有简短的说明。
轧辊缺陷检测
本项目的目标是寻找一种更好的方法来区分和分类轧辊的小缺陷。改进现有传感器系统的性能，可以提取出具有代表性的缺陷信号。
天然气管道特性测量系统
作为PIRATE项目的一部分，在本研究中，我们研究了帮助机器人导航和检查的传感方法
天然气管道的特性。基本上，将有三个不同的外部测量系统:一个测量系统用于检测泄漏，一个测量系统用于
管道的描述和第三个用于导航的描述。在这个硕士项目的重点是管道特性和管道质量。
电力系统的创新测量方法
我们与一家荷兰公司合作，研究新的
电力系统电参数测量的概念。这些数据用于控制或安全监测，因此需要较高的准确性和可靠性。
地板扫描仪
与RTD公司(Applus)合作的项目。RTD开发了一种特殊的服务机器人，用于检查油罐地板(地板扫描仪)。RTD喜欢改进这个工具的整体性能。通过观察漏磁和涡流检测方法，我们研究了提高仪器总体性能的策略。目标是实现更高的空间分辨率，更高的灵敏度(检测较小的缺陷)和更好的缺陷描述。
鱼流的测量
在荷兰的河流和运河中，可以发现成千上万的泵站、水坝、船闸、水闸和其他防洪建筑。这些建筑有利于我们的安全，但同时也是鱼类迁徙的障碍。特别是水泵和水力发电站造成大量鱼类的损害和死亡。为了解决这个问题，人们正在开发特殊的建筑，允许这些地点无害地通过。为了描述和评价这些洄游设施的性能，需要一套测量系统，以便监测这些地点的鱼类流动情况。这个项目是与FishFlow Innovations的联合研究。
机器人的嵌入式控制软件体系结构
在这项工作中，测试了机器人软件架构的原型，这些软件架构是根据我们的嵌入式控制软件设计的基于端口的方法建立的。因此，我们使用由通道连接的流程。这种方法还根据机器人软件模块的时序需求来构造它们。在TUlip人形机器人中，这种方法已经被使用。
20-sim
中电于2008年4月推出20-sim的新版本4.0。20-sim已经增强了许多新功能。随着我们研究的扩展，现在的模型可能有多种实现，3D机制、机电一体化和实时工具箱都得到了增强。此外，4C工具链现在也涵盖了TS-ARM嵌入式板上的ARM9处理器。它被用于我们第二年的机电一体化项目。4C涵盖了将控制器代码连接到嵌入式硬件，支持编译、命令和控制。这与嵌入式控制系统领域的研究项目有关。
嵌入式系统实现的设计工具
STW-PROGRESS资助的这个外联项目的目的是将早期研究工作的结果提高到更高的健壮性和完整性水平，以便这些原型可以在工业中进行测试。gCSP(图形化软件过程编辑器)已经用动画工具进行了扩展，这样过程的流和数据的集合交换就以图形的方式可视化了。2008年，将进行第二个外联项目，以研究结果的最新功能增强工具。
基于端口的复杂分布参数系统模型分析与仿真方法(PACDAS, STW-TWI.6012)
该项目由STW资助，与数学系系统与控制组合作。博士生Norbert Ligterink从2003年9月开始研究这个项目，Goran Golo从2003年2月到12月是博士后。从2006年1月起，来自法国的博士后达米恩·埃伯拉德加入了这个项目。他主要在格罗宁根工作，于2005年9月开始在Arjan van der Schaft的新应用分析小组工作。
该项目的研究目标是在物理工程系统建模和仿真的两种成功方法之间建立一个综合:分布式参数系统模型的有限元方法和基于多物理端口的集中系统模型的方法。其目的是将有限元方法(FEM)的准确性和威力与基于端口的建模的通用性、动力学和控制结合起来。
这种综合有以下几个方面:
更多PACDAS项目的例子
非线性哈密顿量的动力学
弹性梁的哈密顿量是一个约有220项的四阶多项式。该系统可以使用耗散来寻找最小或静态解，这是共轭梯度方法的控制工程版本。
同样的哈密顿量和相同的状态可以用于动态模拟，它可以保存能量，不是显式的，但是可以保存到小数点后5位3000个时间步。
代码是用C语言编写的，使用libplot和lapack库。它由两个独立的代码组成:
在浮点运算中，求值(函数导数)的花费大约是哈密顿量中因子总数的三倍。改进的集成步骤使用最后的和以前的渐变。通过计算系统中的能量，模拟测试步长误差。上面的模拟只需要几秒钟就可以运行，其中I/O占了大部分计算时间。
Geoplex
欧盟资助的GeoPleX项目的目标是开发方法和软件工具，以帮助在多个物理领域的复杂物理系统建模、分析和控制。该项目由全欧洲的合作伙伴完成;其中一个合作伙伴是数学系的系统与控制小组。由于能量在这些系统中往往扮演着重要的角色，因此发展的出发点是波特控制哈密顿系统的概念，在这种系统中能量结构被明确地显示出来。
Geoplex项目于2006年完成。一本概述Geoplex研究的书将由施普林格在2008年出版。
正在进行的工作……
仿人机器人
该团队的梦想是在未来十年制造出一个功能齐全的类人机器人。基于这个目的，该小组正在努力对类人动物的不同部位进行研究。特别是，在去年，该小组一直致力于开发一个人形头颈系统，一个灵巧的机械手，一个节能的膝盖锁定机构，最后，通过继续该小组早期的工作，扩展了双足行走的知识。完整的人形项目实现了一个真正的多学科平台，这需要与特温特大学的其他院系和学院密切合作，特别是与机械工程和工业设计。此外，在这一背景下，该集团已经扩展了与特温特机电谷各公司和荷兰其他技术大学的研究小组的合作网络。
仿人步行
该小组认为，彻底理解三维动力学是设计鲁棒和节能步行算法的关键问题。出于这个原因，博士生Gijs van Oort利用几何洞察力进行模型简化。目标是找到数学方法，将广义坐标模型转换为只有少数有意义的“坐标”的模型。
几个MSc。成功完成了步行理论项目:动态步行和ZMP步行结合非线性能量守恒振荡器实现步行结构。创新的锁定机制将实现在双足步行者Dribbel。
通过与代尔夫特理工大学、埃因霍温理工大学和飞利浦公司的合作，旨在在该领域密切合作的“荷兰机器人”倡议已经启动。第一个大项目，制造足球机器人郁金香，今年参加了在中国举行的机器人世界杯，获得了很大的动力。对机器人的软件体系结构进行了研究。
由于走路需要腿的摆动行为，因此腿上的执行器也需要摆动行为，因此选择适合这项工作的执行器是有意义的。不幸的是，电机和其他传统的执行器在这种类型的执行中表现得非常糟糕:它们消耗大量的能量，并且不能存储在振荡周期的一部分中所做的负功。解决办法可能在于开发可变阻抗执行器。在可变阻抗执行器的背景下，一个名为VIActors的欧洲项目(在FP7中)已经获得了融资。作为对这一课题的初步研究，研制了一种新型无极变速传动装置(作为变阻抗驱动器的一部分)。
类人的头
作为一个单独的轨道，一个人形头颈已经被开发出来。该系统从机械、控制和人机交互的角度实现了一个多学科的平台。该项目与位于Oldenzaal的高科技公司Demcon合作完成。人形头部有7个自由度(4个在脖子，3个在眼睛)，并以类似人类的方式对环境做出反应(例如，它环顾四周，使用扫视，动态搜索有趣的东西看)。通过内部部分的光线投射来进行外部设计和实现表达。该小组与德克萨斯大学的人类媒体交互研究小组一起，正在致力于改善这种行为，以便将语音识别和合成、音频交互和类人情感结合起来。
猎鹰
该项目与ESI和Van der Lande Industries合作，旨在实现一个机器人系统，用于在配送中心操作和组合订单。这项研究将从两个方面展开。一方面，一种可变阻抗灵巧手将被开发出来，它应该能够根据几何形状，通过力量抓取和尖端抓取来强壮和灵巧地抓取物体。项目的另一部分致力于手臂-手系统的视觉伺服。
医疗机器人技术
Tele-manipulation
随着手术技术对患者的侵入性越来越小(MIS程序)，它们对外科医生来说也越来越复杂。由于这个原因，医疗界正在寻找机器人技术来减轻这种复杂性的可能性。直觉外科公司的“达芬奇手术系统”证明，通过远程操作系统，解释手术区域和做出所需动作的复杂性可以大大简化。
所有MIS程序的一个缺点是失去了外科医生的“触觉”。他要么在遥远的地方操纵手术场景，要么通过长腹腔镜仪器。研究表明，如果外科医生恢复了力量感，就能在对周围组织造成较小创伤的情况下完成手术。
使这种双向控制回路的设计极为复杂的一个常见方面是通信信道中的时延。对于这些双向控制回路，存在许多算法，它们要么提供了良好的稳定性特性，相对于时延和较差的透明度，要么反之亦然。
在本研究项目中，我们将研究一种新的双向控制回路设计方法，其目的是在基于能量交换的任意时滞下获得良好的稳定性和可达到的最大透明度。该领域的第一个理学硕士项目由B. Babakhani、理学硕士和M.C.J. Franken执行，理学硕士正在这个方向攻读博士学位。
自然孔腔内窥镜手术
自然孔腔内内镜手术(NOTES)是一种新型的微创手术形式。NOTES与传统MIS的主要区别在于，操作场景是通过人体的自然开口进入的。2007年4月，第一个真正的NOTES手术在大阪的日本外科大会上发表。手术包括切除胆囊(胆囊切除术)的30岁女性，并经阴道进行[1]。
NOTES比传统的MIS有几个优点。最重要的好处是在手术过程中对病人造成的伤害更小。这意味着他的术后疼痛减轻，可以在较早的阶段恢复日常生活。此外，MIS手术也可用于患有严重肥胖(这对传统MIS是有问题的)的患者，或遭受腹部伤害的患者。
使用NOTES技术的手术方法与目前的腹腔镜技术有很大的不同。要在手术室成功引进NOTES，机器人远程操作将是一个关键因素。远程操作设备将使外科医生能够以一种时间高效和成本效益的方式进行各种常见的诊断和治疗程序。
TeleFlex项目包括4个博士职位，其中两个在CE集团，已在过去一年开始在这个即将到来的研究领域。TeleFlex项目的重点是远程操作链的主设备。r . Reilink MSc。将研究触觉反馈对有知觉的外科医生的影响以及在什么情况下这种反馈对外科医生有益。M. Bezemer硕士将专注于软件结构以及如何设计分层软件以保证安全性。
洛佩斯
这个项目，一直关注的是实现一个下肢外骨骼用于中风患者的康复。该项目由NWO资助，由Herman van der Kooij协调，有3名博士生参与，其中一人在控制工程组。
REFLEXLEG
在这个由STW资助的项目中，将开发一种新的经股假体，与现有的假体相比，它将具有能量优势。该项目涉及2名博士生，与Velting教授团队和罗兴研发中心合作进行。
检查机器人
海盗
2007年，我们开发了一套流动煤气管道检查系统。该项目是Continuon Netbeheer、Kiwa Gastec Technology B.V.和特温特大学的共同努力。原型硬件已经在DEMCON开发完成。该机器人是为低压燃气总管的自主内部检查而开发的，无需人工干预。该机器人将用于检测煤气管道的泄漏或可能的弱点。
在项目的第一阶段，重点研究了移动移动机器人基地的开发。荷兰的低压网使用内径仅为50毫米的管道，因此对机器人的尺寸有很大的限制。一个机械原型已经开发出来，它能够通过直径从50毫米到120毫米的管道。它可以通过斜口和t型接头移动，并可倾斜30度。该机器人外形像“蛇”，由七个轮式模块组成，每个模块都有特定的功能。两个模块用于推进，两个模块用于弯曲机器人的形状(用于导航槽弯曲)，一个模块位于中心，用于机器人绕其轴旋转，一个模块用于动力存储，一个模块用于控制和传感器电子。机械装置已经在一个结构化的实验室环境中进行了测试。下一步是在更现实的环境中测试功能。
在另一个层次上，研究人员设计了一种具有结构光束(激光投影圆)的相机装置，它可以用作测量管道变形的传感器，也可以用于探测导航所必需的障碍物和弯道。在接下来的项目中，我们希望将这种装置小型化，以便将其集成到机器人的设计中。
天外火星
在与欧空局合作进行的这个项目中，考虑了高度地图的建模及其在预测ExoMars漫游者的导航方面的使用。本研究中出现的问题与稀疏海拔数据与精确地面力学模拟的结合有关。这是利用微分几何技术和计算几何方法的混合使用来解决的。
正在进行的工作……
基于模型参考的学习前馈控制
学习前馈控制的大部分工作都是在非线性效应的补偿上完成的，需要或多或少复杂的函数逼近器。然而，对于未知或时变线性系统，过程传递函数的逆函数可以用一个简单的线性传递函数来有效地描述。基于稳定模型参考自适应系统的思想，提出了一种学习前馈控制方案。结果表明，该系统在处理过程的顺序与逆模型不匹配的情况下具有很强的鲁棒性。此外，它对噪声的敏感度较低。未来的工作将是研究这种在处理未知或时变过程动态方面具有优越性能的方案是否可以与成功处理过程非线性的KSM方案相结合。
对不同的学习和自适应控制系统进行了比较，找出了每种方法的优缺点。在“机电演示器”上进行了实验
基于代理控制器设计
对于控制算法来说，基于端口的方法还不太成熟。这种方法将使控制器更加模块化，有助于控制器组件的可重用和更快的开发。从控制工程的观点来看，一个控制器通常被认为只包含控制算法。但在实际操作中，控制算法只是用于安全启动、控制和关闭系统的全部软件的一小部分。错误检测、错误处理和优雅降级是这里的问题。控制器的这些部分通常可以从早期的项目中重用。使用代理是连接不同控制器元素的一种可能的基于端口的方法。代理是控制组件，它从邻近的代理接收信号并与之交互，并决定自身是否激活。当一个代理处于活动状态时，它产生输出信号，这些信号可以与其他代理的输出相结合，产生最终的控制器输出。这是一种基于端口的方法，因为在制作代理系统时，只有接口是重要的。 The contents of the agents can be of varying complexity. The concept of agents thus also supports hierarchy and polymorphic realizations. When properly implemented, adding another agent does not require complete redesign of the coordinator, but only requires an extra connection to one of the ports of the coordinator.
在早期的工作中，Van Breemen的博士项目开发了一种基于代理的构造控制器的设计方法。这种方法的结果是控制器具有开放特性，这样就可以添加、修改或删除部分，而无需重新编程控制器其余部分的操作。在几个理学硕士项目中，已经开发出工具，帮助在工业环境中应用这种方法。要制作一个完全支持基于代理的控制器设计的集成工具，还需要做更多的工作。
一个博士项目已经启动，以进一步研究基于代理的控制器设计的可能性。
正在进行的工作……
流量测量
这个子项目始于1998年的STW项目，有两个博士，都在2002年毕业。从那一刻起，该集团开始研究科里奥利质量流量计，与荷兰一家领先的流量控制器公司合作。这项研究的成功导致了与荷兰机电公司Demcon (Oldenzaal)的进一步合作，2004年支付了一名新的博士研究员(AIO)。
装有流动液体的管子被迫绕着规定的轴振动。由于科里奥利力(与质量流量成正比，垂直于流量矢量和旋转矢量的方向)，振动变得略有不同。这些非常小的变化(振幅或相位)需要用灵敏的位移传感器来测量。
该研究旨在应用于更低的质量流量范围，如半导体工业和气体的要求。MI组参与了传感部分(振幅小于10纳米的运动)、信号处理和驱动部分的开发。对决定流量和干扰灵敏度的各种参数进行了深入分析，然后设计和评估了一个实验原型，包括一些智能传感和驱动原理(正在申请专利)。
I-Sense:基于多个传感器的系统，用于安全和安保相关应用
该研究项目始于2006年底，是与英国EX-Beams公司合作，在欧盟居里夫人项目框架下开展的。
今天非常需要制定能够提高安全和保障水平的解决方案。最大限度地减少来自恐怖主义的风险和发现未爆炸军火、炸药和非法毒品的挑战是巨大的。本项目旨在开发两个完全集成的技术先进的检测平台。当前的IMS技术是在70年代早期开发的，因此它是一种经过验证但相对较老的技术。它有缺点，繁琐，很难在港口或检查点分析可疑卡车等大型物体。EX-Beams的解决方案是对现有技术的改进，并提高了IMS检测能力。
另一项技术，x射线成像，也广泛用于探测炸药和武器(如藏在行李中的)和地雷。然而，这些设备体积庞大，价格昂贵，对操作人员来说也很危险。我们小组已经找到了一种利用低能量致密x射线源进行有效x射线成像的解决方案。
其他项目:
与工业界合作开展了各种理科硕士项目。下面列出了它们，并附有简短的说明。
轧辊缺陷检测
本项目的目标是寻找一种更好的方法来区分和分类轧辊的小缺陷。改进现有传感器系统的性能，可以提取出具有代表性的缺陷信号。
天然气管道特性测量系统
作为PIRATE项目的一部分，在本研究中，我们研究了帮助机器人导航和检查的传感方法
天然气管道的特性。基本上，将有三个不同的外部测量系统:一个测量系统用于检测泄漏，一个测量系统用于
管道的描述和第三个用于导航的描述。在这个硕士项目的重点是管道特性和管道质量。
电力系统的创新测量方法
我们与一家荷兰公司合作，研究新的
电力系统电参数测量的概念。这些数据用于控制或安全监测，因此需要较高的准确性和可靠性。
地板扫描仪
与RTD公司(Applus)合作的项目。RTD开发了一种特殊的服务机器人，用于检查油罐地板(地板扫描仪)。RTD喜欢改进这个工具的整体性能。通过观察漏磁和涡流检测方法，我们研究了提高仪器总体性能的策略。目标是实现更高的空间分辨率，更高的灵敏度(检测较小的缺陷)和更好的缺陷描述。
鱼流的测量
在荷兰的河流和运河中，可以发现成千上万的泵站、水坝、船闸、水闸和其他防洪建筑。这些建筑有利于我们的安全，但同时也是鱼类迁徙的障碍。特别是水泵和水力发电站造成大量鱼类的损害和死亡。为了解决这个问题，人们正在开发特殊的建筑，允许这些地点无害地通过。为了描述和评价这些洄游设施的性能，需要一套测量系统，以便监测这些地点的鱼类流动情况。这个项目是与FishFlow Innovations的联合研究。
机器人的嵌入式控制软件体系结构
在这项工作中，测试了机器人软件架构的原型，这些软件架构是根据我们的嵌入式控制软件设计的基于端口的方法建立的。因此，我们使用由通道连接的流程。这种方法还根据机器人软件模块的时序需求来构造它们。在TUlip人形机器人中，这种方法已经被使用。
20-sim
中电于2008年4月推出20-sim的新版本4.0。20-sim已经增强了许多新功能。随着我们研究的扩展，现在的模型可能有多种实现，3D机制、机电一体化和实时工具箱都得到了增强。此外，4C工具链现在也涵盖了TS-ARM嵌入式板上的ARM9处理器。它被用于我们第二年的机电一体化项目。4C涵盖了将控制器代码连接到嵌入式硬件，支持编译、命令和控制。这与嵌入式控制系统领域的研究项目有关。
嵌入式系统实现的设计工具
STW-PROGRESS资助的这个外联项目的目的是将早期研究工作的结果提高到更高的健壮性和完整性水平，以便这些原型可以在工业中进行测试。gCSP(图形化软件过程编辑器)已经用动画工具进行了扩展，这样过程的流和数据的集合交换就以图形的方式可视化了。2008年，将进行第二个外联项目，以研究结果的最新功能增强工具。