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瑞士联邦理工学院Zürich ETH
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  • 提供配置文件
  • 我们在产品设计和自主系统两个领域开展研究项目。要了解更多关于我们的项目，您可以通过当前和已完成项目的字母顺序列表访问单个项目说明，或者查看按研究主题排序的两个项目列表。
产品组合

  • 研究

  • 我们的使命和奉献精神是创造能够在复杂多样的环境中自主运行的机器人和智能系统。我们对自动适应不同情况和应对我们不确定和动态的日常环境的系统的机电设计和控制感兴趣。我们着迷于新颖的机器人概念，它们最适合在地面、空中和水中行动。此外，我们还热衷于赋予它们在具有挑战性的环境中自主导航的智能。这包括用于感知、抽象、映射和路径规划的新方法和工具。

      • 飞行机器人

          • senseSoar太阳能无人机

          • 苏黎世联邦理工学院自主系统实验室的senseSoar项目旨在设计和自主运行小型太阳能飞机。虽然无人驾驶飞机已经成功应用于国防部门，但该项目严格针对非军事应用。

            在只有3米翼展的尺寸上，飞机很容易展开，可以接近地面操作。我们的目标是在飞行时间和用户交互方面实现高度自主。下面给出了三种应用场景，强调了小型自主耐久飞机的潜力

          • atlantiksolar太阳能无人机

          • 一架无人机首次自主穿越了太阳能大西洋
            AtlantikSolar是苏黎世联邦理工学院自主系统实验室(ASL)空中飞行器组的一个项目。

            随着大西洋跨越的极端展示，AtlantikSolar旨在促进当今太阳能无人驾驶飞行器的优势。自主系统实验室(ASL)的“天空水手”(SkySailor)等太阳能无人机已经演示了飞行时间超过一天，而AtlantikSolar背后的无人机是一项进步，可以实现长达10天的更长飞行时间。

          • PacFlyer无人机垂直起降滑翔机

          • 由苏黎世联邦理工学院的一个学生团队开发的具有灵活有效载荷能力的高效无人机垂直起降滑翔机。

            我们有一个小型空中机器人帮助人类的愿景。我们的应用场景仅限于民用应用。为了实现这一目标，一个由八名学生组成的团队在苏黎世联邦理工学院的一个所谓的焦点项目中开发了一架飞机。该项目是一个纯粹的教学项目，而不是在2012/13学年进行的研究项目。该团队由六名来自ETH的机械工程师和两名来自ZHAW Winterthur的电气工程师组成。该项目将于5月28日在ETH主楼向公众展示技术演示原型。我们希望，您和我们一样对未来充满热情!

          • Alcedo -飞行雪崩救援者(完成)

          • lcedo是苏黎世联邦理工学院的一个学生项目。它的目标是开发一种飞行无人机，通过自动搜索和标记他们的位置来支持对雪崩受害者的救援。
            从2009年9月到2010年6月无人机被开发和原型被建造。

          • 卷轴-飞行卷轴(已完成)

          • 七个学生设计了一个会飞的胶片卷轴
            Reely是自主系统实验室(苏黎世联邦理工学院)的一个学生项目，旨在开发一种用于娱乐目的的飞行电影卷轴。Reely不仅仅是一架漂亮的直升机，它还可以在它的电影框架上播放电影。

            我们的目标是开发一个基于四旋翼技术的飞行娱乐机器人。该机器人被设计成一个飞行的电影卷轴，能够在卷轴周围布置的小型OLED显示器上播放电影。一旦确定了飞行轨迹，机器人就可以自主飞行，然后找到对接站进行充电。你可以在黄色部分找到更多关于reely和我们进展的细节。

            Reely是在焦点项目范围内实现的。这是一个基于项目的讲座，由自主系统实验室在苏黎世联邦理工学院机械工程课程的第5和第6学期提供。焦点项目为我们学生提供了一个机会，通过设计、开发和构建一个真实的产品，将我们的理论知识转化为实践。

          • Sky-Sailor迷你太阳能飞机(已完成)

          • 该项目的目标是设计和建造一架用于自主探索的太阳能微型飞机。这个系统被命名为Sky-Sailor，在导航和发电方面完全自主。它在机翼上安装了太阳能电池，从太阳中获取能量，为推进系统和控制电子设备供电，并将剩余的能量给电池充电。在晚上，唯一可用的能量来自电池，它放电缓慢
            直到第二天早上，新的循环开始。
            该项目于2004年开始，根据与欧洲航天局的合同，研究火星Solair飞机的可行性。从太阳能电池到螺旋桨，在能量链的各个元素的优化上做了大量的工作。实际原型机重2.4公斤，翼展3.2米。在夏季中午，216块硅太阳能电池能够提供高达90瓦的电力，而飞机在水平飞行时的功耗为16瓦。2008年6月，Sky-Sailor的目标达到。这架飞机连续自主飞行了27小时以上。这次874公里的飞行首次证明了仅使用太阳能就能在空中保持恒定高度，而不需要在夜晚前增加高度或热飙升的帮助。

        • 行走和奔跑机器人

            • StarlETH -动态四足运动

            • StarlETH是基于高柔韧性系列弹性腿ScarlETH的四足机器人。它是我们实验室开发的，用于四条腿快速、高效和多功能的运动。使用相同的腿部设计，但每条腿都有一个额外的自由度，我们将能够使用不同的步态(如跳跃、小跑或跑步)高度动态地移动。

            • ALoF -静态四足运动

            • 机器人平台ALoF (Autonomous Locomotion on Four leg)被设计为支持腿部运动感知研究的平台。一个非常大范围的腿部运动允许执行复杂的操作，增加机器人的运动能力，并有助于通过触觉互动主动探索周围环境。平台重约15公斤，长度约为。半米。这意味着平台足够小，可以由一个人单独操作，但能够携带足够的有效载荷，例如复杂的传感器。

          • 自主车辆

                • V-Charge -自动代客泊车

                • SPARC项目是欧洲通过将智能X-by-wire技术应用于车辆动力系统来改善一般交通安全的努力。在这个项目中，ETH的自主系统实验室参与了智能驾驶员辅助系统的开发，使车辆能够独立于驾驶员检测车道和其他交通参与者等环境特征，并制定策略以在特定环境中做出良好的反应。
                  SPARC代表使用高级冗余控制的安全推进。SPARC的目标是在动力系统中使用智能x-by-wire技术，大幅提高重型货车的交通安全和效率。为了证明这一标准化概念，将开发一个可扩展的汽车软件/硬件平台，从重型货车到小型乘用车(sPC)都可以使用，并将其集成在其中。SPARC将提出一个开放系统架构的完整汽车概念，不同合作伙伴的软件功能可以轻松集成。将构建并评估该体系结构的两个验证工具。

                  V-Charge项目基于这样的愿景:由于需要大幅减少二氧化碳排放和能源消耗，在未来几年，交通将发生重大变化。这包括公共交通和个人交通的最佳组合的新概念，以及需要协调充电的电动汽车的引入。这种概念的典型场景可能是在火车站前自动下车和回收汽车，而无需考虑停车或充电。这种新的移动概念需要在指定区域自动驾驶等技术。

            • 游泳机器人

                • 罗老——原版(2008-2009)

                • 这个机器人是以这个星球上最快的游泳者之一的名字建造的。金枪鱼。由于过度捕捞，这个物种几乎灭绝，这只是突出这种鱼的特殊性的另一个原因。金枪鱼能游到80公里/小时，并能在长时间内保持20公里/小时。它们是为快速高效的游泳而设计的。另一方面，它们的可操作性较弱。

                  罗老——最初试图研究和了解鱼的游泳行为，并根据自己的测量和文献研究来模仿它们的动作。这个机器人的主要目标是证明扑鳍推进机器人的概念。然而，他不能自主操作。

                  Naro -最初的设计是作为一个重点研究项目，功能是生物灵感运动原理的概念证明，现在在各种展览和表演中运行。在这个项目中获得的经验现在被用于第二个机器人，以加强鳍的运动和整体机械设计。

                • Naro - tartaruga(2010 -正在进行中)

                • naro项目的第二个机器人延续了鳍状推进的概念。这种机器人的自然对应物是海龟。也是一种高度濒危的动物!但选择海龟作为模型的原因在于，海龟的刚体在技术上比鱼的灵活身体要容易实现得多。巨大的机身也为传感器和电池提供了足够的空间，这对自动驾驶至关重要。

                  Naro - tartaruga将首次直接测量机器人扑鳍机构的能量消耗。这里的一个特点是全3D机制。所有驱动器，每个鳍三个，在相同的防水机构，但他们仍然驱动鳍轴独立。通常系统采用串行驱动原理，即一个电机驱动一个箱体，另一个电机再驱动鳍片。这种概念需要多个密封体和电缆从一个密封体连接到另一个密封体，这增加了能源消耗和泄漏风险。

                  罗罗-塔尔塔鲁加号的另一个目的是发展水下自主导航。该机器人将成为一个平台，允许使用不同的传感器完成各种任务。头部和尾部的对称和明确定义的机械接口允许交换模块，用于未来水下自主研究。

                • Naro - nanins(2013 -正在进行中)

                • 罗老家族的最新机器人!小型，可定制的教育娱乐机器人。四个可自由定位的致动器模块可以连接到一个机器人主体上。人们可以模仿各种各样的鱼，或者创造出新的鱼。潜水缸还允许静态潜水。

              • 个人和服务机器人

                  • BCSA -认知系统贝叶斯方法(已完成)

                  • 当代机器人和其他认知人工制品还没有准备好在复杂的现实世界环境中自主操作。创建认知情境系统失败的主要原因之一是难以处理不完整的知识和不确定性。

                    通过从包括人类在内的哺乳动物的大脑中获得灵感，BACS项目将研究和应用贝叶斯模型和方法，以开发可以在现实世界环境中执行复杂任务的人工认知系统。贝叶斯方法将被用于在一个连贯的框架内模拟不同层次的大脑功能，从神经功能到复杂的行为。贝叶斯模型将根据大鼠和人类的神经生理学数据以及对人类的心理物理实验进行验证和调整。贝叶斯方法还将用于开发四个人工认知系统，涉及(i)自主导航，(ii)多模态感知和环境重建，(iii)语义面部运动跟踪，(iv)人体运动识别和行为分析。所进行的研究将产生一致的贝叶斯框架，为复杂的现实世界情况下的概率推理提供增强的工具。性能将通过其应用于驾驶员辅助系统和3D地图来展示，这两者都是非常复杂的现实世界任务。

                  • COGNIRON -认知机器人伴侣(已完成)

                  • 该项目的总体目标是研究具身机器人在以人为中心的环境中的感知、表征、推理和学习能力。该项目开发了建造这种认知机器人的方法和技术，能够以开放式的方式进化和发展与人类密切互动的能力。

                    预期结果是基本方法、算法和架构及其集成，以及在不同环境和情况下对具身机器人系统进行长期实验和科学评估。
                    本研究的重点是开发一种机器人，其最终任务是作为人类日常生活中的伴侣为人类服务。机器人不仅被认为是一种现成的设备，而且是一种人工生物，它在不断获得新知识和技能的过程中不断提高自己的能力。
                    除了感知、移动和行动的必要功能外，这样的机器人还将表现出认知能力，使其能够集中注意力，理解环境的空间和动态结构，并与之互动，表现出社会行为，并根据上下文在适当的抽象水平上与其他智能体和人类进行交流。
                    这个人造生物的认知功能的设计，以及持续学习、训练和教育过程的研究和发展，在这个过程中，它将成熟为一个真正的伴侣，是该项目的中心研究主题。

                  • 欧罗巴

                  • EUROPA -欧洲机器人行人助手是由欧洲委员会在FP7中资助的一个项目。EUROPA项目的目标是开发能够在城市室外环境以及购物中心和商店中自主导航的服务机器人，为用户提供引导、送货、运输等各种服务。

                    在机器人领域，最近在为用户提供各种服务的自主机器人的发展方面取得了巨大的进展。典型的服务包括支持老年人，清洁，运输和交付任务，探索难以接近的危险环境，或监视。然而，到目前为止开发的大多数系统仅限于室内场景、非城市室外环境或有汽车的道路使用。移动机器人在人口密集的室外环境中安全导航的能力严重不足。然而，这种能力是一系列机器人应用的关键能力。

                • 太空与救援机器人

                    • ARTOR -自主粗糙地形户外机器人

                    • S项目旨在开发在粗糙的室外地形中可靠的轮式机器人自主导航技术。机器人必须能够在未知的、具有挑战性的环境中导航和定位，而不使用全球位置传感器(如GPS)。离开平坦和结构良好的环境，如街道或办公室，会带来一系列的导航挑战。地形不仅变得立体，而且还呈现出各种不同的表面(植被、砾石、沙子、岩石等)。

                      为了在这样的地形中进行可靠的自主导航，机器人必须首先在六维空间中定位自己，并基于传感器数据构建环境的三维地图。此外，必须确定周围各个部分的可遍历性，以便能够规划一条安全的路径，将机器人引向所需的位置。这条路径的计算不仅基于避开障碍物的需要，还基于地形不同部分的形状(陡度)和可穿越性。

                    • Traloc -拯救蛇机器人(完成)

                    • 在苏黎世联邦理工学院机械工程学士学位研究的重点项目范围内，我们打算开发和构建一个蛇形系统。目标是提供一个系统，该系统能够处理地震后产生的碎片，并支持急救人员定位被埋的受害者。受灾群众不仅极度绝望，而且对救援人员的期望也很高。除了已经混乱的局势之外，后勤困难和可能的负面环境影响正在导致救援压力的增加和延误。由于72小时后的存活率会急剧下降，因此尽可能地促进救援是必不可少的。
                      我们的应对措施是一个叫traloc的机器人，它能在现有的基础上提供更精确和更快的定位受害者的可能性。目标是开发和建造这样一个机器人，它能够处理碎片造成的规格

                    • ret -火星探测器评估工具(已完成)

                    • ret是由欧洲航天局(ESA;合同编号:18191/04/NL/PM)。旨在为粗糙地形机器人的性能评估提供一套软硬件工具。

                  • 象娱乐一样的机器人

                  • 文本

                      • 章鱼-崎岖地形机器人(完成)

                      • 一种具有触觉轮的自主轮式攀爬机器人

                        移动机器人的功能是自主地从一个地方移动到另一个地方，即没有人为干预。制造能够在崎岖地形中自主处理障碍物的移动机器人是一项非常复杂的任务，因为地形的性质是事先不知道的，而且可能会随着时间的推移而变化。路径规划者的角色是确定到达目的地的轨迹，同时避开障碍物，不被卡住。真正的自主移动越野机器人必须能够评估自己跨越可能遇到的障碍的能力。

                      • Rezero -平衡圆球机器人

                      • 在他们的学士课程中，ETH的机械工程学生能够专注于一个项目工作。在一个团队中，想法被开发和固定，目标是在一年内创造一个新产品或原型。解决他们自己问题的方法由团队成员自由选择，并得到学术和行业专家的支持。从一个想法开始，学生们负责原型的所有必要步骤，包括

                        概念、计算、设计、制造和装配。然而，软技能也必须考虑在内，不仅是团队内部的软技能。供应商和制造商必须被说服，在与专家的讨论中，需要获得信息和知识，并最终整合到项目中。

                      • 植物机器人-如果植物可以移动

                      • 自主机器人绿色植物

                        允许植物移动，重新思考它们在人类社会中的角色。

                    • 工业服务机器人

                        • 用于腐蚀监测的爬升机器人

                        • 半电池电位测图可以在很早期的状态下检测到氯化物引起的钢筋腐蚀。结合旋涡攀爬机器人可以进入任何混凝土表面。
                          钢筋的腐蚀对我们的基础设施(桥梁、发电厂或建筑物)的耐久性和安全性产生了不利影响，每年产生巨大的成本。在美国，325 - 1000 Mio(2000年)，在英国，550 Mio归因于钢筋混凝土结构的腐蚀。在瑞士，国家高速公路系统的维修和维护的详细费用报告显示，从249亿欧元(1995年)增加到768亿欧元(2010年)。虽然钢筋的腐蚀可能不是所有维修工作的唯一原因，但它是一个重要的贡献者。因此，及时检测腐蚀可以大大降低维修干预的成本。

                        • MagneBike -多机器人电厂检查(已完成)

                        • 用小型移动机器人检测复杂环境
                          1.内径范围广:从200mm(最大。机器人
                          空间信封)高达700mm。
                          2.局部突然内径变化，可达50mm: 90°凸或
                          凹的障碍。
                          3.复杂的障碍排列和顺序:三步
                          或缺口。
                          4.任何倾斜都可以遇到:攀爬能力是必需的。
                          5.在狭窄的位置机动和圆周旅行
                          路径。