為落實《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020 年）》和《中國制造2025》等規(guī)劃，國家重點研發(fā)計劃啟動實施“智能機器人”重點專項。根據(jù)本重點專項實施方案的部署，現(xiàn)發(fā)布2019年度項目指南。

本重點專項總體目標是：突破新型機構(gòu)/材料/驅(qū)動/傳感/控制與仿生、智能機器人學習與認知、人機自然交互與協(xié)作共融等重大基礎(chǔ)前沿技術(shù)，加強機器人與新一代信息技術(shù)的融合，為提升我國機器人智能水平進行基礎(chǔ)前沿技術(shù)儲備； 建立互助協(xié)作型、人體行為增強型等新一代機器人驗證平臺，搶占新一代機器人的技術(shù)制高點；攻克高性能機器人核心零部件、機器人專用傳感器、機器人軟件、測試/安全與可靠性等共性關(guān)鍵技術(shù)，提升國產(chǎn)機器人的國際競爭力；攻克基于外部感知的機器人智能作業(yè)技術(shù)、新型工業(yè)機器人等關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域，推進國產(chǎn)工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)化進程； 突破服務(wù)機器人行為輔助技術(shù)、云端在線服務(wù)及平臺技術(shù)， 創(chuàng)新服務(wù)領(lǐng)域和商業(yè)模式，培育服務(wù)機器人新興產(chǎn)業(yè)；攻克特殊環(huán)境服役機器人和醫(yī)療/康復機器人關(guān)鍵技術(shù)，深化我國特種機器人的工程化應(yīng)用。本重點專項協(xié)同標準體系建設(shè)、技術(shù)驗證平臺與系統(tǒng)建設(shè)、典型應(yīng)用示范，加速推進我國智能機器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

本重點專項按照“圍繞產(chǎn)業(yè)鏈，部署創(chuàng)新鏈”的要求，從機器人基礎(chǔ)前沿技術(shù)、共性技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)與裝備、應(yīng)用示范四個層次，圍繞智能機器人基礎(chǔ)前沿技術(shù)、新一代機器人、關(guān)鍵共性技術(shù)、工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、特種機器人六個方向部署實施。專項實施周期為 5 年（2017—2021 年）。

1.基礎(chǔ)前沿技術(shù)

1.1高性能仿生足式機器人

研究內(nèi)容：面向室外復雜地形足式機器人自主魯棒靈活移動需求，研究快速跑跳運動機理與方法、仿生腿足機構(gòu)、高爆發(fā)高功率密度電機驅(qū)動、未知擾動動態(tài)平衡控制、復雜環(huán)境感知與運動控制等技術(shù)，研制仿生雙足、四足、六足機器人樣機，實現(xiàn)室外自然地形快速穩(wěn)定跑跳運動實驗驗證。

考核指標：研制仿生雙足、四足、六足機器人，實現(xiàn)室外草地、坡地、雪地等多種地形的穩(wěn)定行走，單位里程能耗達到國際同類產(chǎn)品先進水平，具備抗未知外力擾動能力。雙足機器人：最快速度不低于 6km/h，無纜連續(xù)測試距離不低于 1km；四足機器人：最快速度不低于 10km/h，最大爬坡角度不低于 20°，最大跨越高度不低于 0.3m，無纜連續(xù)測試距離不低于 5km；六足機器人：負載不低于 1000kg，最大爬坡角度不低于 35°，最大跨越寬度不低于 1m，最大越障高度不低于 1m，最大續(xù)航里程不低于 12km。至少有 2 項先進前沿技術(shù)實現(xiàn)首創(chuàng)或達到同類技術(shù)的國際領(lǐng)先水平，并提供佐證材料；發(fā)表高水平論文不少于 5 篇，申請/獲得不少于 10 項發(fā)明專利。

1.2機器人仿生攀附機理與機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計

研究內(nèi)容：面向機器人仿生攀爬與附著前沿技術(shù)，研究生物在不同表面介質(zhì)下的附著機理，開展新型仿生附著機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計，研制新型仿生附著裝置；研究仿生攀附運動機構(gòu)、 仿生攀爬步態(tài)、運動穩(wěn)定性與驅(qū)動控制，研制仿生攀附機器人驗證平臺，在復雜表面實現(xiàn)攀附運動實驗驗證。

考核指標：研制不少于 3 種仿生附著裝置和相應(yīng)的仿生機器人驗證平臺，實現(xiàn)在不同表面介質(zhì)下、不同表面狀況下的攀爬行走，攀爬斜面不低于40°，具有轉(zhuǎn)彎、前行、后退等行走能力，附著力和攀附機構(gòu)重量比值優(yōu)于 5。至少有 2 項先進前沿技術(shù)實現(xiàn)首創(chuàng)或達到同類技術(shù)的國際領(lǐng)先水平， 并提供佐證材料；發(fā)表高水平論文不少于 5 篇，申請/獲得不少于 10 項發(fā)明專利。

1.3靶向藥物輸送場控微納機器人

研究內(nèi)容：研究微納機器人場驅(qū)動機理與控制技術(shù)，研究微納米尺度場控機器人的設(shè)計與制造技術(shù)，研究微納機器人對細胞、基因和靶向藥物等微小目標體的抓取/裝載、釋放控制技術(shù)以及生物活體中的靶向藥物遞送；研制場控微納操作機器人集成樣機系統(tǒng)，結(jié)合典型應(yīng)用開展驗證。

考核指標：研制不少于 3 類不同場機理驅(qū)動的微納機器人，運動自由度不少于 4 個，體外實驗定位精度優(yōu)于 500nm， 實現(xiàn)微納機器人的制造、靶向藥物裝載和投遞等功能。至少針對 1 種場驅(qū)動方式開展小鼠、斑馬魚等生物活體試驗驗證。至少有 2 項先進前沿技術(shù)實現(xiàn)首創(chuàng)或達到同類技術(shù)的國際領(lǐng)先水平，并提供佐證材料；發(fā)表高水平論文不少于 5 篇，申請/獲得不少于 10 項發(fā)明專利。

2.共性技術(shù)

2.1面向服務(wù)和工業(yè)領(lǐng)域的實用多指靈巧手

研究內(nèi)容：面向服務(wù)與工業(yè)機器人靈巧操作需求，研究靈巧手的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計、伺服驅(qū)動、力感知與智能控制、多 指協(xié)調(diào)與靈巧操作等關(guān)鍵技術(shù)，研制低成本、實用化的剛性多指靈巧手，實現(xiàn)典型工件/工具的操作；研究靈巧手的多關(guān)節(jié)柔性機構(gòu)、驅(qū)動和智能控制技術(shù)，研制高靈活度的柔性多指靈巧手，實現(xiàn)典型物品的靈巧操作；面向?qū)嶋H應(yīng)用場景進行應(yīng)用驗證。

考核指標：研制低成本、實用的剛性多指靈巧手和柔性多指靈巧手不少于5種，完成推廣應(yīng)用不少于50臺。剛性多指靈巧手：抓取重量不低于2kg；柔性多指靈巧手：實現(xiàn)對不少于10種柔性/易碎物品的操作，抓取重量不低于1kg。發(fā)表高水平論文5篇，申請/獲得不少于10項發(fā)明專利。

2.2機構(gòu)/驅(qū)動/感知/控制一體化機器人關(guān)節(jié)

研究內(nèi)容：面向工業(yè)制造業(yè)、社會服務(wù)業(yè)中的智能協(xié)作機器人應(yīng)用需求，研制國產(chǎn)化機構(gòu)/驅(qū)動/感知/控制一體化、模塊化機器人關(guān)節(jié)，研究伺服電機驅(qū)動、高精度諧波傳動動態(tài)補償、多類型編碼器高精度實時數(shù)據(jù)融合、模塊化一體化集成等技術(shù)，實現(xiàn)高速實時通訊、關(guān)節(jié)力/力矩保護等功能； 并在協(xié)作機械臂上開展應(yīng)用示范。

考核指標：研制不少于 4 種型號系列一體化關(guān)節(jié)，性能指標達到國際同類產(chǎn)品先進水平；搭建 4 種型號 6 自由度以上協(xié)作機械臂，具有非預(yù)期碰撞條件下安全保護功能，實現(xiàn)500 臺套一體化關(guān)節(jié)的應(yīng)用示范。申請不少于 5 項發(fā)明專利。

2.3機器人環(huán)境建模與導航定位專用芯片及軟硬件模組

研究內(nèi)容：針對機器人環(huán)境建模、導航定位對低功耗、高運算能力、高處理效率等軟硬件的需求，研究高性能異構(gòu)多核芯片和硬件運算加速器的集成及核心軟硬件模組技術(shù)， 研制面向環(huán)境建模與導航定位的機器人專用芯片，實現(xiàn)機器人視覺處理、環(huán)境建模、定位導航等算法，并在不同類型機器人產(chǎn)品上實現(xiàn)應(yīng)用示范。

考核指標：提供專用 SoC芯片和軟硬件模塊化組件及SDK 開發(fā)包；支持單（多）目視覺、激光導航算法的芯片化。實現(xiàn)在 5 種以上不同類型機器人產(chǎn)品中的應(yīng)用示范；實現(xiàn)芯片或核心模組應(yīng)用不少于 20 萬片(套)。

2.4工業(yè)機器人高精度在線校準關(guān)鍵技術(shù)

研究內(nèi)容：針對工業(yè)機器人現(xiàn)場在線高精度校準需求，研究適合工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的機器人在線校準方法；研制工業(yè)機器人在線校準系統(tǒng)樣機，完成工業(yè)現(xiàn)場適應(yīng)性測試與驗證， 并在工業(yè)現(xiàn)場實現(xiàn)工業(yè)機器人在線校準應(yīng)用。

考核指標：建立工業(yè)機器人在線校準系統(tǒng) ，在10m×10m×10m 范圍內(nèi)，三維位置測量精度優(yōu)于±0.01mm ， 姿態(tài)角度測量精度優(yōu)于±0.01° ；開發(fā)工業(yè)機器人在線校準軟件，三維位置校準精度優(yōu)于±0.1mm ，姿態(tài)校準精度優(yōu)于±0.1°。實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用不少于 10 套。

2.5基于視覺與電子皮膚的機器人安全控制技術(shù)

研究內(nèi)容：面向機器人安全控制的共性關(guān)鍵技術(shù)需求，研究基于視覺的作業(yè)空間快速三維重建算法、安全區(qū)域動態(tài)設(shè)定、侵入體實時識別以及碰撞判斷算法等技術(shù)；研究具有新型傳感方式的機器人電子皮膚，實現(xiàn)對機器人的包裹和穿戴，研究基于電子皮膚的碰撞檢測與機器人的柔順控制技術(shù)。在工業(yè)現(xiàn)場開展應(yīng)用驗證。

考核指標：研制基于視覺的機器人安全控制系統(tǒng)，視野

范圍大于 50m2，檢測分辨率優(yōu)于 10mm×10mm×10mm ，響應(yīng)時間優(yōu)于 500ms；研制具有力反饋功能的電子皮膚，最小碰撞力檢測優(yōu)于 0.5N，響應(yīng)時間優(yōu)于 10ms。與機器人控制器配合使用，符合相關(guān)行業(yè)標準。基于視覺的機器人安全控制系統(tǒng)實現(xiàn)工業(yè)場景示范應(yīng)用 20 套以上，穿戴安全電子皮膚的工業(yè)機器人實現(xiàn)應(yīng)用 50 套以上。

2.6水下機器人近底精細目標檢測與避障控制共性技術(shù)

研究內(nèi)容：面向水下機器人在海山、海溝、洋中脊等區(qū)域復雜環(huán)境下的目標搜索、環(huán)境監(jiān)控自主作業(yè)需求，研究典型海區(qū)海底環(huán)境特征識別技術(shù)，研究水下復雜環(huán)境中動態(tài)、高精度精細目標檢測技術(shù)，研究水下機器人深海近底高速運動下自主避障與規(guī)劃控制技術(shù)。結(jié)合典型水下機器人平臺開展共性技術(shù)驗證。

考核指標：研制出水下機器人深海近底復雜環(huán)境精細目標檢測與快速避障控制系統(tǒng)，在近底 1m 內(nèi)且航速不低于 6kn 情況下，實現(xiàn)目標視覺檢測分辨率優(yōu)于 2cm×2cm 、自主運動與避障實驗驗證。發(fā)表高水平論文不少于 5 篇，申請/獲得不少于 5 項發(fā)明專利。

3.關(guān)鍵技術(shù)與裝備

3.1重大科學基礎(chǔ)設(shè)施 FAST 運行維護作業(yè)機器人系統(tǒng)

研究內(nèi)容：針對 500 米口徑球面射電望遠鏡（FAST）的激光靶標、索驅(qū)動鋼絲繩與滑車、饋源接收機、液壓促動器、 饋源艙位姿測量、環(huán)境監(jiān)測與整治等運行維護需求，研制系列化運行維護作業(yè)機器人及支撐系統(tǒng)，實現(xiàn)大坡度、高落差下球反射面的激光靶標維護、坡面植被清理、驅(qū)動纜索與滑車的巡檢維護、饋源接收機拆裝搬運、饋源艙位姿測量、促 動器自動化維護、干擾自動檢測、周界安防等作業(yè)，并開展 現(xiàn)場應(yīng)用驗證。

考核指標：滿足 FAST 工程運行維護要求，提供支撐保障。其中：單個激光靶標的清潔、更換和標校調(diào)整等完成時間優(yōu)于 6h；完成單條鋼索及其上滑車等零部件檢查的時間優(yōu)于 8h；饋源接收機拆裝搬運機器人指標體系滿足饋源接收機拆裝搬運要求；主動反射面下植被維護機器人指標體系滿足FAST 工程植被清整要求；FAST 智能化測量系統(tǒng)實現(xiàn)饋源艙全天候測量；促動器自動化維護平臺具備至少 50 臺/天的流水維護能力；無線電干擾自動監(jiān)測站具有光纖通訊、多臺站協(xié)同干擾監(jiān)測、數(shù)據(jù)自動識別、定位、實時預(yù)警等功能；核心區(qū)周界安防智能系統(tǒng)，實現(xiàn)多個入侵事件識別、定位功能。

3.2大跨度橋梁檢測作業(yè)機器人

研究內(nèi)容：面向大跨度橋梁的檢測需求，重點開展橋面、纜索和橋梁下部結(jié)構(gòu)等檢測技術(shù)研究，研制長臂展高柔性橋梁表面檢測、橋梁主纜和拉索攀爬檢測、橋梁下部結(jié)構(gòu)水下檢測等機器人，實現(xiàn)對橋底主梁表面缺陷的圖像獲取和檢測、纜索 PE 外觀損傷和拉索內(nèi)部鋼絲腐蝕斷絲等缺陷及主纜索夾滑移的檢測和識別、樁基破損和露筋及沖刷深度的檢測識別，開展應(yīng)用驗證。

考核指標：研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大跨度橋梁檢測作業(yè)機器人系統(tǒng)，形成系列化技術(shù)專利，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系。橋梁表面檢測機器人：可檢測鋼箱梁橋底 5mm（長）×5mm（寬）表面損傷，混凝土橋底 0.1mm（寬）×10mm （長）裂紋或直徑 3mm 的凹坑；纜索橋梁檢測機器人：適應(yīng)索徑直徑 50~200mm，纜索最大傾斜角度 90°，自由段纜索檢測單次長度大于 400m，外部 PE 檢測精度優(yōu)于 0.5mm（寬）×0.5mm （長），自由段可檢出單根斷絲，錨固段可檢出 5%金屬截面積損失；橋梁主纜檢測機器人：具有跨越索夾障礙和檢測外觀破損功能，表面裂紋檢測精度 0.5mm，索夾滑移檢測精度 5mm；橋梁下部結(jié)構(gòu)水下檢測機器人：下水深度優(yōu)于 50m，水下成像分辨率優(yōu)于4mm。

3.3大直徑長引水隧洞水下檢測機器人系統(tǒng)

研究內(nèi)容：針對大型和特大型水電站、大型引水工程中的大直徑長引水隧洞定期檢測的重大需求，研究機器人水下運動與載荷匹配、水下動靜密封與特殊環(huán)境適應(yīng)、超遠程運動控制與機械手精細作業(yè)、超長水下高壓供電與臍帶纜安全釋放回收、光學與聲納融合集成精細檢測等技術(shù)；研制大直經(jīng)長引水隧道多功能水下檢測機器人，開展在水狀況下的隧道洞缺陷檢測，并在南水北調(diào)等重大工程中開展應(yīng)用驗證。考核指標：研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大直徑長引水隧

洞水下檢測機器人系統(tǒng)，形成系列化技術(shù)專利，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系。機器人水下耐壓不小于 3MPa；機器人手臂搭載工具，實現(xiàn)近距離精細化檢測； 配備車載臍帶絞車，電纜長度不低于 25km，實現(xiàn)零浮力布放與回收；支持高清攝像機、圖像聲納、水下激光成像雷達等多功能任務(wù)模塊，實現(xiàn)裂縫、塌方、掉塊、露筋等隧洞缺陷檢測，檢測裂縫最小寬度小于 3mm，檢測掉塊最小面積小于 10cm2 。

3.4機場跑道道面安全檢測機器人

研究內(nèi)容:針對民航機場對跑道道面形貌特征、強度特性、異物障礙等安全檢測需求，研究機器人在不同環(huán)境條件下道面紋理采集與形貌表征、道面抗滑性與耐久性檢測、道面外來異物識別與自主回收、機器人檢測路徑規(guī)劃與智能控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制民航跑道道面安全檢測機器人系統(tǒng)，實現(xiàn)機場道面的高效檢測，進行道面質(zhì)量評估與危險預(yù)警，并開展應(yīng)用驗證。

考核指標：研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機場跑道道面安全檢測機器人系統(tǒng)，形成系列化技術(shù)專利，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系。具有在多種環(huán)境條件下的道面安全檢測能力，檢測載荷不少于 3 類；道面裂縫檢測精度優(yōu)于 1mm；道面外來異物有效檢出率不低于 95%；道面抗滑系數(shù)測試誤差不超過 5%，滑跑區(qū)連續(xù)測試區(qū)域覆蓋度不低于 90%；路面淺層強度檢測深度不小于 5cm，深度誤差優(yōu)于 5%；道面狀況（雨/雪/冰/橡膠污染等）檢測準確率 100%。實現(xiàn)不少于 10 臺套的應(yīng)用驗證。

3.5面向國家石油戰(zhàn)略儲備庫安全的儲罐檢測機器人

研究內(nèi)容：面向國家石油戰(zhàn)略儲備庫大型儲油罐安全檢測的需求，開展儲罐底板和罐壁腐蝕在油檢測技術(shù)研究，研制具有吸附、定位、導航等功能的大型儲罐檢測機器人系統(tǒng)， 實現(xiàn)儲罐在油檢測與安全評價，并開展應(yīng)用示范。

考核指標：研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型儲罐腐蝕檢測機器人系統(tǒng)，形成系列化技術(shù)專利，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系。檢測機器人實現(xiàn)儲罐底板和罐壁厚度測量與腐蝕量化檢測，在油檢測速度不低于 5m/min， 最大越障高度不低于 20mm，防水、防油、防爆達到行業(yè)規(guī)定等級；無固體沉積物條件下，對于 8~20mm 的碳鋼底板和罐壁，壁厚測量精度優(yōu)于 0.1mm，可檢測出 JB/T 10765 中規(guī)定的底板下表面壁厚 20%深的人工缺陷；在固體沉積物厚度為 200mm 條件下，可檢測出底板不小于 20%的壁厚減薄量， 測量精度優(yōu)于 1mm。提出大型常壓儲罐底板安全評價方法， 制（修）訂國家或行業(yè)標準 1 項；實施檢測應(yīng)用的國家戰(zhàn)略儲備基地不少于 2 個。

3.6涉核裝置事故應(yīng)急處置機器人系統(tǒng)

研究內(nèi)容：面向涉核裝置事故應(yīng)急處置和作業(yè)需求，研究強輻射條件下機電安全防護、實時圖像采集與信息傳輸、大負載低超調(diào)多自由度機械臂、高剛度混聯(lián)切削、自主規(guī)劃與遠程控制等關(guān)鍵技術(shù)；研制涉核裝置事故應(yīng)急處置的搬運和拆解機器人，并進行實驗驗證。

考核指標：研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的涉核裝置事故應(yīng)急處置機器人系統(tǒng)，形成系列化技術(shù)專利，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系。應(yīng)急處置機器人，耐輻射劑量率不低于 100Gy/h，累計總劑量不低于 1000Gy。搬運機器人：具備移動、抓取、爬坡、避障、越障等功能，最大爬坡坡度不低于 30°，抓取搬運重量不低于 800kg，夾持力超調(diào)量不高于 5%，遙控距離不低于 2km；拆解機器人：最大切割厚度不低于 15mm，空間重復定位精度±0.02mm 。

3.7微器件機器人檢測裝配一體化系統(tǒng)

研究內(nèi)容：面向微機電系統(tǒng)與微器件中不規(guī)則形狀、易變形微小部件高精度裝配與測量需求，研究微器件的高精度快速定位、位姿測量及對準、視覺伺服控制、裝配協(xié)調(diào)控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制微器件機器人檢測裝配一體化系統(tǒng)，結(jié)合典型微器件的精密組裝與檢測實現(xiàn)應(yīng)用驗證。

考核指標：研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機器人系統(tǒng)，形成系列化技術(shù)專利，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系。微器件機器人檢測裝配一體化系統(tǒng)裝配效率提升

50%以上。

3.8畜禽類肉品高效精準機器人自主分割系統(tǒng)

研究內(nèi)容：針對我國畜禽肉分割效率低、損耗多、肉品容易污染及無法溯源等問題，研究快速、精準分割控制技術(shù)， 基于視覺、力覺的識別與定位技術(shù)，研制畜禽類肉品機器人自主精準分割系統(tǒng)，實現(xiàn)精準掃描、快速自主剔骨、肉品追溯等功能，研制基于國產(chǎn)工業(yè)機器人的畜禽類肉品機器人自主精準分割工作站，并基于該工作站研發(fā)畜禽肉自主分割生產(chǎn)線，在國內(nèi)大型畜禽肉分割企業(yè)開展綜合應(yīng)用驗證。

考核指標：研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機器人系統(tǒng)，形成系列化技術(shù)專利，提出所研制機器人的量化指標體系。畜禽類肉品機器人自主精準分割工作站胴體剔肉率高于 95%， 合格率大于 98%，分割操作工序減少 30%，畜禽肉品分割速度提高 100%，損耗率降低 75%；畜禽類肉品高效精準機器人自主分割生產(chǎn)線實現(xiàn)畜禽肉品分割全程自動化作業(yè)，每條禽類分割線作業(yè)效率不小于 10000 只/小時，畜類分割線作業(yè)效率不小于 1500 頭/小時。在國內(nèi)大型畜禽肉分割企業(yè)完成4條以上生產(chǎn)線的應(yīng)用驗證，每條生產(chǎn)線應(yīng)用國產(chǎn)機器人不少于 10 臺套，形成我國畜禽肉分割機器人作業(yè)體系行業(yè)標準 2 項。

3.9發(fā)動機高溫合金構(gòu)件修復及磨拋機器人系統(tǒng)

研究內(nèi)容：面向發(fā)動機高溫合金構(gòu)件損傷修復需求，研究構(gòu)件表面變形、區(qū)域隨機狀態(tài)下的損傷部位識別、修復及磨拋等技術(shù)，研究修復/磨拋熱變形及應(yīng)變在線視覺表征評估方法，突破多源參數(shù)在線補償控制、基于力控-位置數(shù)據(jù)驅(qū)動的自適應(yīng)磨拋、熔敷/磨拋軌跡規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)；研制快速修復及磨拋機器人加工系統(tǒng)，并開展應(yīng)用驗證。

考核指標：采用國產(chǎn)工業(yè)機器人開發(fā)修復及磨拋機器人加工系統(tǒng)樣機 1 套，形成系列化技術(shù)專利，提出所研制機器人的量化指標體系；開發(fā)智能磨拋軟件 1 套。修復成形效率不低于 600cm3/h，變形誤差優(yōu)于 0.8％，磨拋表面誤差優(yōu)于0.05mm，修復后抗拉強度、疲勞性能等指標不低于母材的90%。實現(xiàn) 2 種以上典型件修復及磨拋的應(yīng)用驗證；形成修復工藝標準或規(guī)范 1 套。

3.10復雜狹窄艙內(nèi)結(jié)構(gòu)探測清除作業(yè)機器人

研究內(nèi)容：針對大型復雜機電產(chǎn)品裝配、檢修過程中復雜狹窄艙內(nèi)多余物檢測難度大、效率低、失誤率高的難題，研究機器人本體結(jié)構(gòu)優(yōu)化、探測軌跡自主規(guī)劃、多余物自動識別和抓取等技術(shù)；研制復雜艙內(nèi)多余物探測和清除作業(yè)機器人系統(tǒng)，實現(xiàn)多余物探測、識別和排除，并開展應(yīng)用驗證。

考核指標：研制復雜狹窄艙內(nèi)多余物探測及清除機器人系統(tǒng) 1 套。機器人手臂直徑不超過 50mm，可伸入長度不低于 2m，負載不低于 1kg，最大彎曲角度 90°、半徑不大于400mm，可識別和清理的多余物不少于 3 種，多余物自動識別準確率不低于 90%。完成不少于 2 種場景的應(yīng)用驗證。

3.11近距離放療微創(chuàng)機器人系統(tǒng)

研究內(nèi)容：針對顱頜面、肝部與肺部等晚期惡性腫瘤、復發(fā)性腫瘤等疾病放療存在的手術(shù)進程周期長、多次照射、影像偏移等問題，重點研究多模態(tài)影像數(shù)據(jù)融合、靶區(qū)自動識別、放射性粒子布源規(guī)劃、術(shù)中可視化導引、放療操作臂定位與控制等技術(shù)；研制面向顱頜面、肝部與肺部等近距離放療微創(chuàng)機器人系統(tǒng)，開展模型及動物實驗。

考核指標：研制近距離放療微創(chuàng)機器人系統(tǒng)，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系。手術(shù)圖像導引系統(tǒng)定位精度優(yōu)于 0.5mm，機器人在手術(shù)圖像導引系統(tǒng)下定位精度優(yōu)于 1.5mm，粒子布源偏差度不大于 5%；具有自主導航、主從控制等多種作業(yè)模式；建立放療過程安全性與有效性評估體系、機器人操作流程及規(guī)范；完成動物實驗不少于 10例。申請/獲得不少于 5 項發(fā)明專利。

3.12平衡障礙患者康復機器人

研究內(nèi)容：針對平衡障礙患者康復過程中環(huán)境單一、個性化不足、運動狀態(tài)量化評估缺失等問題，重點研究康復機器人構(gòu)型、運動環(huán)境仿真、平衡障礙量化評估標準、個性化康復處方生成等技術(shù)；研制平衡障礙患者康復機器人，開展臨床試驗驗證。

考核指標：研制平衡障礙患者康復機器人系統(tǒng)，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系；系統(tǒng)能夠模擬平路、臺階、山路、沙灘等場景；足底力量測量精度優(yōu)于 0.5N，動作捕捉精度優(yōu)于 2mm，可實時監(jiān)測患者姿態(tài)、肌電等信息；建立平衡障礙康復安全性及量化評估體系；完成患者臨床試驗不少于 10 例。申請/獲得不少于 5 項發(fā)明專利。

3.13面向消化道等基于實時顯微成像診療一體化手術(shù)

機器人系統(tǒng)

研究內(nèi)容：針對中國早期癌癥診斷率低導致癌癥死亡率高的問題，重點研究多自由度操作機構(gòu)與自適應(yīng)控制、成像探針力感知與控制、多模影像融合、控制單元-實時顯微成像一體化協(xié)同、手術(shù)工具集成等技術(shù)；研制面向消化道等早期癌癥的診療一體化手術(shù)機器人系統(tǒng)，開展模型及動物實驗。

考核指標：研制面向消化道等早期癌癥的診療一體化手術(shù)機器人系統(tǒng)，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系；診療工具直徑不大于 10mm，具有可更換功能；淺表顯微成像分辨率優(yōu)于 5μm，顯微圖像拼接面積大于 25mm2， 立體顯微圖像成像深度大于 2mm；建立全手術(shù)過程的安全性與有效性評估體系、機器人手術(shù)操作流程及規(guī)范；完成動物實驗不少于 10 例。申請/獲得不少于 5 項發(fā)明專利。

3.14飛秒激光微創(chuàng)手術(shù)機器人系統(tǒng)

研究內(nèi)容：針對口腔、咽喉等軟組織切除手術(shù)視野受限、術(shù)區(qū)暴露程度差、周圍神經(jīng)血管密集、危險性高等問題，重 點研究飛秒激光刀機器人操控精準病灶切除、狹小空間三維實時圖像監(jiān)控與實時檢測、機器人自動縫合以及人體突發(fā)生理動作應(yīng)急安全保護等技術(shù)；研制飛秒激光微創(chuàng)手術(shù)機器人系統(tǒng)，開展模型和動物實驗。

考核指標：研制飛秒激光微創(chuàng)手術(shù)機器人系統(tǒng)，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系；系統(tǒng)具備在狹小空間內(nèi)的三維圖像實時獲取、導航定位、精準切除及自動縫合等功能。導航定位精度優(yōu)于 0.5mm；飛秒激光刀病灶切割精度優(yōu)于 20μm 、軸向偏差不大于 1°；建立全手術(shù)過程的安全性與有效性評估體系、機器人手術(shù)操作流程及規(guī)范；完成動物實驗不少于 10 例。申請/獲得不少于 5 項發(fā)明專利。

3.15多器械協(xié)同遞送心血管支架植入手術(shù)機器人

研究內(nèi)容：研究具有多器械協(xié)同遞送功能的心血管支架植入手術(shù)機器人設(shè)計方法；研究手術(shù)器械操作的精確力覺感知、實時反饋與安全性機制、動態(tài)心臟環(huán)境下多模態(tài)影像數(shù)據(jù)融合以及實時力感數(shù)據(jù)融合、術(shù)中器械的精準定位和預(yù)測控制及智能化導引控制、術(shù)中影像和控制信息流近程/遠程雙向?qū)崟r傳輸接口與實現(xiàn)等技術(shù)；研制心血管支架植入手術(shù)機器人，開展模型與動物實驗。

考核指標：研制多器械協(xié)同遞送心血管支架植入手術(shù)機器人系統(tǒng)，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系；同時協(xié)同遞送不少于 2 種器械；心臟跳動情況下，基于圖像數(shù)據(jù)信息的器械定位精度優(yōu)于 1mm；在機器人輔助工作狀態(tài)下，手術(shù)器械的操控推送精度優(yōu)于 0.5mm；手術(shù)機器人軸向推進力感的檢測精度優(yōu)于 0.1N；建立全手術(shù)過程的安全性與有效性評估體系、機器人手術(shù)操作流程及規(guī)范；完成動物實驗不少于 10 例。申請/獲得不少于 5 項發(fā)明專利。

3.16人工耳蝸微創(chuàng)植入機器人系統(tǒng)

研究內(nèi)容：針對人工耳蝸植入手術(shù)創(chuàng)傷大、精度低、手術(shù)視野小等問題，研究人工耳蝸微創(chuàng)植入機構(gòu)與控制、電極植入通道自動規(guī)劃、自動鉆制、電極植入等技術(shù)，研制人工耳蝸微創(chuàng)植入機器人系統(tǒng)，制訂機器人手術(shù)操作流程與規(guī)范，進行手術(shù)療效評價，并開展模型及動物實驗驗證。

考核指標：研制人工耳蝸微創(chuàng)植入機器人系統(tǒng)，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系；具有精細力控制功能，力控制最小分辨率優(yōu)于 0.5N；建立全手術(shù)過程的安全性與有效性評估體系、機器人手術(shù)操作流程及規(guī)范；完成動物實驗不少于 10 例。申請/獲得不少于 5 項發(fā)明專利。

3.17人機協(xié)同開顱手術(shù)機器人系統(tǒng)

研究內(nèi)容：面向神經(jīng)外科開顱手術(shù)的臨床需求，研究顱骨術(shù)區(qū)不規(guī)則復雜結(jié)構(gòu)力學特性、工具器械與生物組織交互作用建模、術(shù)前手術(shù)規(guī)劃與術(shù)中實時導航、基于虛擬約束與穩(wěn)定手術(shù)切削相融合的人機協(xié)同共享控制、手術(shù)操作意圖識別與預(yù)測、顱鉆/銑切削邊界失穩(wěn)失速狀況下的安全交互控制等技術(shù)；研制人機協(xié)同開顱手術(shù)機器人系統(tǒng)，開展模型及動物實驗驗證。

考核指標：研制人機協(xié)同開顱手術(shù)機器人系統(tǒng)，根據(jù)任務(wù)需求提出所研制機器人的量化指標體系；導航系統(tǒng)空間定位精度優(yōu)于 0.5mm；力交互最小分辨率優(yōu)于 0.5N；分離硬膜操作末端手術(shù)器械安全活動度范圍分級可控，顱鉆/銑切削邊界失穩(wěn)失速狀況下系統(tǒng)響應(yīng)時間優(yōu)于 0.2s。建立全手術(shù)過程的安全性與有效性評估體系、機器人手術(shù)操作流程及規(guī)范； 完成動物實驗不少于 10 例。申請/獲得不少于 5 項發(fā)明專利。

4.應(yīng)用示范

4.1協(xié)作機器人系統(tǒng)典型應(yīng)用示范

研究內(nèi)容：面向汽車主要零部件裝配對協(xié)作機器人柔性作業(yè)的需求，研究高可靠的人機安全、碰撞檢測、人機緊密協(xié)調(diào)作業(yè)、快速示教和配置等關(guān)鍵技術(shù)；研究人-機協(xié)同裝配、 多機器人協(xié)同裝配和柔性作業(yè)等工藝，形成典型工藝庫；研究人機協(xié)作作業(yè)模式；研制輕量化、低功耗協(xié)作機器人系統(tǒng)， 實現(xiàn)精密裝配、涂漆、檢查等功能，開展應(yīng)用示范。

考核指標：實現(xiàn) 5 種典型場景應(yīng)用，實現(xiàn)不少于 6 自由度國產(chǎn)協(xié)作機器人 100 臺套以上示范應(yīng)用。

4.2大場景自主清潔機器人典型應(yīng)用示范

研究內(nèi)容：面向大型室內(nèi)場所、城市道路等的清潔需求，研究大面積環(huán)境建圖與導航定位、動態(tài)路徑規(guī)劃和自動避障、清潔作業(yè)策略分配和作業(yè)路徑規(guī)劃等技術(shù)，研制室內(nèi)外大場景自動清潔機器人，實現(xiàn)大面積無人化清潔作業(yè)，開展應(yīng)用示范。

考核指標：室內(nèi)清潔機器人：運行速度不低于 0.6m/s， 清潔效率不低于 1200m2/h，續(xù)航時間不低于 5h，定位精度優(yōu)于±5cm ，通過一體式多功能工作站可實現(xiàn)機器人全自主加水排水和充電，實現(xiàn) 100 臺以上應(yīng)用推廣；室外清潔機器人：清潔效率不低于 3000m2/h，運行速度不低于 1m/s，續(xù)航時間不低于 6h，定位精度優(yōu)于±10cm ，實現(xiàn) 100 臺以上應(yīng)用推廣。

4.3石化爆燃等危險環(huán)境防爆型作業(yè)機器人

研究內(nèi)容：面向石油、化工、危爆品生產(chǎn)儲存等高危場所巡檢偵測、救援滅火、應(yīng)急處置等需求，研究有毒、易爆、 高溫、濃煙、復雜地形等情況下機器人惡劣環(huán)境適應(yīng)性、自主定位與導航、設(shè)備識別與儀器儀表智能讀取、多模式人機交互與遠程監(jiān)控、自主或半自主應(yīng)急處置作業(yè)等關(guān)鍵技術(shù)； 研制具有自主/半自主作業(yè)與多機協(xié)作能力的高可靠性、高適應(yīng)性的防爆型作業(yè)機器人，實現(xiàn)在石油、化工等典型高危環(huán)境的應(yīng)用驗證。

考核指標：研制出巡檢、應(yīng)急處置、高倍數(shù)泡沫、排煙、滅火等不少于 5 種防爆型機器人，達到石油、化工等高危環(huán)境下作業(yè)防爆等級要求，防護等級優(yōu)于 IP65，適應(yīng)環(huán)境溫度不低于 300℃；機器人底盤爬坡不小于 40°，越障高度不小于250mm，涉水深度不小于 350mm；處置作業(yè)臂不少于 4 自由度，負載不低于 25kg。在典型行業(yè)實現(xiàn)應(yīng)用驗證，推廣應(yīng)用不少于 1000 臺，制訂行業(yè)標準不少于 2 項，申請不少于 10項發(fā)明專利。

4.4國產(chǎn)機器人核心零部件應(yīng)用示范

研究內(nèi)容：面向工業(yè)機器人國產(chǎn)核心零部件批量應(yīng)用的迫切需求，突破機器人精密減速機、伺服電機和驅(qū)動器、機器人控制器等核心零部件的集成及應(yīng)用技術(shù)，研制核心零部件全國產(chǎn)化的焊接、搬運、噴涂、裝配等機器人系列產(chǎn)品， 實現(xiàn)應(yīng)用示范。

考核指標：研制不少于 5 種規(guī)格、6 自由度及以上關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人，重復定位精度等指標達到國際同類產(chǎn)品水平；實現(xiàn)機器人核心零部件的全國產(chǎn)化，包括基于高速總線的通用型機器人控制器、高密度伺服電機和高性能伺服驅(qū)動器、高精度 RV 減速器和諧波減速器。工業(yè)機器人產(chǎn)品平均無故障時間大于 50000h；實現(xiàn)工業(yè)機器人批量應(yīng)用 300 臺套以上。

4.5大型農(nóng)業(yè)機器人智能協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)

研究內(nèi)容：面向國有規(guī)模化農(nóng)場對大型農(nóng)田作業(yè)機器人高質(zhì)、高效、精準作業(yè)的需求，研究雷達/視覺等多元異構(gòu)傳感信息融合、北斗/慣導組合導航、自動駕駛與避障、路徑規(guī)劃與機群調(diào)度、多機協(xié)調(diào)與智能控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制支撐關(guān)鍵農(nóng)田作業(yè)環(huán)節(jié)的智能農(nóng)業(yè)機器人，研發(fā)基于云平臺的農(nóng)業(yè)機器人機群協(xié)同作業(yè)管控系統(tǒng)，在國有規(guī)模化農(nóng)場進行應(yīng)用示范。

考核指標：研制農(nóng)業(yè)機器人自動駕駛、導航與控制系統(tǒng)5種 100 套，作業(yè)路徑跟蹤精度±2.5cm ；施肥、播種、噴灑等精準作業(yè)相對誤差不超過 5%；開發(fā)智能農(nóng)業(yè)機器人機群作業(yè)平臺系統(tǒng) 1 套，支持協(xié)同作業(yè)機器人不少于 20 臺，示范作業(yè)面積不小于 10 萬畝。

4.6主動運動結(jié)腸檢查機器人

研究內(nèi)容：面向結(jié)腸檢查的臨床需求，重點研究結(jié)腸內(nèi)移動機器人驅(qū)動、活檢微操作機構(gòu)、位姿檢測與控制、路徑規(guī)劃、能源與信息傳遞、基于圖像信息的結(jié)腸區(qū)域三維重構(gòu)等技術(shù)；研制主動運動結(jié)腸檢查機器人，開展安全性、有效 性評估。

考核指標：研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的主動運動結(jié)腸檢查機器人，形成系列化技術(shù)專利，提出所研制機器人的量化 考核指標體系。主動運動結(jié)腸檢查機器人最大直徑不超過18mm，長徑比小于 2，成像分辨率不低于 1080×720 像素， 機器人在活體腸內(nèi)前進 1.5m 用時不超過 30min；可完成多次活檢操作，并具有供氣、供水功能；建立主動運動結(jié)腸檢查機器人的醫(yī)療器械檢測標準與規(guī)范，完成患者臨床試驗不少于 60 例。整機申報醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證；申請/獲得不少于5 項發(fā)明專利。

4.7脊髓損傷康復機器人

研究內(nèi)容：面向脊髓損傷后個性化、規(guī)范化康復治療需求，研究基于脊髓損傷癱瘓患者病理大數(shù)據(jù)的個性化康復行為設(shè)計、基于生理信息的運動功能分析、功能性電刺激、模塊化行為輔助機器人機構(gòu)設(shè)計與自適應(yīng)控制等技術(shù)；研制脊髓損傷康復機器人系統(tǒng)，開展臨床試驗及康復有效性評價。

考核指標：研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的脊髓損傷康復機器人，形成系列化技術(shù)專利，提出所研制機器人的量化指標體系。康復機器人涵蓋肩、肘、腕、髖、膝、踝等不少于 6 個關(guān)節(jié)訓練模塊，實現(xiàn)力/力矩反饋及人機協(xié)調(diào)運動柔順控制，力感知分辨率優(yōu)于 0.5N，力矩感知分辨率優(yōu)于 0.05N·m ； 具備生理信息接口以及功能電刺激單元；完成患者臨床試驗不少于 60 例。整機申報醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證；申請/獲得不少于 5 項發(fā)明專利。

4.8面向國產(chǎn)工業(yè)機器人職業(yè)培訓的教育機器人系統(tǒng)

研究內(nèi)容：針對國產(chǎn)工業(yè)機器人操作維護、安裝調(diào)試、系統(tǒng)集成等應(yīng)用人才的需求和職業(yè)教育領(lǐng)域缺乏工業(yè)機器人教學資源的現(xiàn)實問題，研制基于國產(chǎn)工業(yè)機器人的編程、操作、二次開發(fā)、集成應(yīng)用等技能知識的工業(yè)機器人實訓系統(tǒng)和教學軟件；研發(fā)工業(yè)機器人技術(shù)資源服務(wù)平臺，建立國產(chǎn)機器人應(yīng)用實訓體驗基地，在職業(yè)教育領(lǐng)域開展示范應(yīng)用。

考核指標：覆蓋 5 個以上主流國產(chǎn)機器人廠商的自主知識產(chǎn)權(quán)工業(yè)機器人產(chǎn)品，研制出國產(chǎn)工業(yè)機器人實訓系統(tǒng)和教學軟件不少于 5 套，基于每種機器人的教學及實訓模塊不少于 20 套，實訓系統(tǒng)和教學軟件分別推廣應(yīng)用 200 套以上；開發(fā)工業(yè)機器人技術(shù)資源服務(wù)平臺 1 個，建立國產(chǎn)機器人應(yīng)用實訓體驗基地 5 個以上，服務(wù)職業(yè)院校超過 500 家，培養(yǎng)工業(yè)機器人技能人才 1 萬人以上，推廣應(yīng)用國產(chǎn)工業(yè)機器人100 臺套以上。

轉(zhuǎn)自：service.most.gov.cn/2015tztg_all/20181206/2802.html