機(jī)器人與人工智能實(shí)驗(yàn)室多名本科生論文被IEEE ROBIO 2018接收
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? ? ? ? IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (IEEE ROBIO) 迄今為止已成功舉辦了14年, 是機(jī)器人領(lǐng)域亞太地區(qū)知名的國(guó)際會(huì)議。2018年的機(jī)器人學(xué)與仿生學(xué)國(guó)際大會(huì)將于12月在馬來(lái)西亞召開(kāi)。今年的主題是“機(jī)器人學(xué)，仿生學(xué)和人工智能融合”。
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? ? ? ? 2015級(jí)電子信息工程專(zhuān)業(yè)、逸夫書(shū)院張自然同學(xué)的論文《混合動(dòng)力帆船的能源優(yōu)化》發(fā)現(xiàn)混合動(dòng)力帆船可以解決ASV(Autonomous Surface Vehicles)過(guò)度依賴(lài)于儲(chǔ)存能源的問(wèn)題。
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? ? ? ? 2015級(jí)電子信息工程專(zhuān)業(yè)、逸夫書(shū)院陳宇同學(xué)的論文《基于振動(dòng)原理的迷你無(wú)人船風(fēng)速計(jì)設(shè)計(jì)》關(guān)注遠(yuǎn)洋無(wú)人船研究領(lǐng)域中關(guān)于風(fēng)速的觀(guān)測(cè)。他的論文提出了一種基于振動(dòng)原理適用于無(wú)人船的新風(fēng)速計(jì)設(shè)計(jì)。
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? ? ? ? 2015級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)、逸夫書(shū)院雷雨田同學(xué)的論文《漢字個(gè)人手寫(xiě)字體學(xué)習(xí)與生成》提出了一個(gè)基于小樣本漢字集的改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)學(xué)習(xí)并生成個(gè)人手寫(xiě)字體。
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? ? ? ? 2015級(jí)電子信息工程專(zhuān)業(yè)、學(xué)勤書(shū)院謝語(yǔ)桐同學(xué)的論文《激光雷達(dá)與慣性測(cè)量單位融合的2.5D地圖》聚焦自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。謝語(yǔ)桐同學(xué)提出的一種算法將IMU獲取到的物體姿態(tài)信息與激光雷達(dá)的點(diǎn)云信息進(jìn)行融合建圖，容易在真實(shí)世界中的移動(dòng)車(chē)輛上實(shí)現(xiàn)，并具有快速、魯棒的性能。
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? ? ? ? 2015級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)、逸夫書(shū)院莫凡同學(xué)的論文《機(jī)器人作曲家的音樂(lè)生成模型》介紹了一個(gè)基于模擬退火算法和遺傳算法的自動(dòng)作曲模型。只要能提供一個(gè)自定義的評(píng)估函數(shù)，這個(gè)模型就能高效地產(chǎn)出大量好聽(tīng)的雙音軌樂(lè)曲。
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? ? ? ? 2016級(jí)電子信息工程專(zhuān)業(yè)、逸夫書(shū)院俞晨笑同學(xué)的《四足機(jī)器人自適應(yīng)爬坡的姿態(tài)校正器》聚焦于四足機(jī)器人的姿態(tài)校正方法和運(yùn)動(dòng)能力。相較于沒(méi)有姿態(tài)控制的情況，四足機(jī)器人能夠在姿態(tài)校正下行走更穩(wěn)定并擁有更強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)能力。
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被IEEE ROBIO 2018接收的6篇論文
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Energy Optimization of Automatic Hybird Sailboat
Ziran Zhang (EIE Year4), Zixuan Yao (EIE Year4), Qinbo Sun and Huihuan Qian
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Vibration-based Anemometer Design for Mini Autonomous Sailboat
Yu Chen (EIE Year4), Yangming Zai (EIE Year4), Guoyin Lao (CSE Year3), Xuening Zhang (EIE Year3), Kaiwen Xue and Huihuan Qian
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Learning and Generation of Personal Handwriting Style Chinese Font
Yutian Lei (CSE Year4), Liguang Zhou, Tianjiao Pan, Huihuan Qian, and Zhenglong Sun
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Lidar-IMU Fusion for 2.5D mapping
Yutong Xie (EIE Year4), Hao Chen, Wanzhi Zhang (EIE Year4), Shuaijun Li and Huihuan Qian
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Trajectory Tracking for Leader-follower Vehicle System with Velocity Constraints
Senyi Liu, Yutong Xie (EIE Year4，共同第一作者), Lianxin Zhang, Xiangyu Lei (EIE Year4), Xiao Yu, Zhenglong Sun and Huihuan Qian
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A Music Generation Model for Robotic Composers
Fan Mo (CSE Year4), Xingchao Wang, Shuaijun Li and Huihuan Qian
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Posture Correction of Quadruped Robot for Adaptive Slope Climbing
Chenxiao Yu (EIE Year3), Liguang Zhou, Huihuan Qian and Yangsheng Xu
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導(dǎo)師介紹
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? ? ? ? 錢(qián)輝環(huán)教授是香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院助理教授。2004年，他在中國(guó)科技大學(xué)獲得工學(xué)學(xué)士后，于同年加入香港中文大學(xué)自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)輔助工程學(xué)學(xué)系，擔(dān)任助理研究員。2010年獲得自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)輔助工程學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。此后在機(jī)械與自動(dòng)化工程學(xué)系，歷任副研究員、研究助理教授。錢(qián)教授發(fā)表了2部專(zhuān)著、1部編著、50余篇國(guó)際期刊以及國(guó)際會(huì)議論文，并取得6項(xiàng)已獲授權(quán)的專(zhuān)利。他主持了2項(xiàng)香港特區(qū)政府資助的項(xiàng)目，并作為核心成員參與完成了10項(xiàng)在香港和內(nèi)地的項(xiàng)目。由于其在全方位汽車(chē)轉(zhuǎn)向界面方面的工作，錢(qián)教授和他的科研團(tuán)隊(duì)獲得IEEE/ASME 機(jī)電一體化學(xué)報(bào)的2011年度最佳論文獎(jiǎng)。他的研究方向包括機(jī)器人和人機(jī)交互與能源。
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? ? ? ?? 孫正隆教授是香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院研究助理教授。孫正隆教授分別于2005年、2007年獲得新加坡南洋理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)士學(xué)位和機(jī)電一體化系統(tǒng)與設(shè)計(jì)碩士學(xué)位。2008年，他在美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)擔(dān)任訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者，此后，他繼續(xù)在南洋理工大學(xué)攻讀博士學(xué)位并于2013年畢業(yè)。自2013年起，他在新加坡科技與設(shè)計(jì)大學(xué)SUTD-MIT國(guó)際設(shè)計(jì)中心進(jìn)行博士后研究。他的主要研究領(lǐng)域包括醫(yī)療設(shè)備研發(fā)、系統(tǒng)建模、力傳感與控制以及人機(jī)交互等。
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成果速遞
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? ? ? ?? 在錢(qián)輝環(huán)教授的指導(dǎo)下，理工學(xué)院2015級(jí)電子信息工程專(zhuān)業(yè)、逸夫書(shū)院張自然同學(xué)完成了《混合動(dòng)力帆船的能源優(yōu)化》。論文研究發(fā)現(xiàn)混合動(dòng)力帆船可以解決ASV(Autonomous Surface Vehicles)過(guò)度依賴(lài)于儲(chǔ)存能源的問(wèn)題。它主要依靠風(fēng)能驅(qū)動(dòng)，輔助通過(guò)推進(jìn)器驅(qū)動(dòng)?；旌蟿?dòng)力帆船的能源需要優(yōu)化以達(dá)到海洋自動(dòng)巡航任務(wù)的要求?；谡{(diào)整帆、舵和逆風(fēng)航行朝向角度的設(shè)置，文章主要探尋了一種自動(dòng)巡航的最佳路徑去降低能耗。文章證實(shí)了逆風(fēng)航行朝向角度對(duì)自動(dòng)巡航能量消耗有影響，并且通過(guò)優(yōu)化此參數(shù)降低了至多23.7%的耗能。另外，實(shí)驗(yàn)得出的能量-時(shí)間曲線(xiàn)可用于長(zhǎng)時(shí)間航行能量消耗的預(yù)測(cè)。此前，張自然同學(xué)的另一篇論文獲得了2018智能控制與自動(dòng)化世界大會(huì)（WCICA 2018）最佳論文獎(jiǎng)Finalist。
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? ? ? ? 2015級(jí)電子信息工程專(zhuān)業(yè)、逸夫書(shū)院陳宇同學(xué)完成的《基于振動(dòng)原理的迷你無(wú)人船風(fēng)速計(jì)設(shè)計(jì)》關(guān)注的是遠(yuǎn)洋無(wú)人船中非常重要的一環(huán)：風(fēng)速的觀(guān)測(cè)。目前常見(jiàn)的風(fēng)速計(jì)多基于熱線(xiàn)，聲學(xué)以及風(fēng)杯原理，這些風(fēng)速計(jì)體積通常較大。這篇論文提出了一種基于振動(dòng)原理適用于無(wú)人船的新風(fēng)速計(jì)設(shè)計(jì)。非剛體暴露于風(fēng)場(chǎng)中會(huì)發(fā)生有規(guī)律的振動(dòng)，將姿態(tài)傳感器附著于非剛體的一端采集相關(guān)物理數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以反映出風(fēng)速。本文以此為模型設(shè)計(jì)了低成本的實(shí)驗(yàn)樣品并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
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? ? ? ? 由孫正隆教授指導(dǎo)、2015級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)、逸夫書(shū)院雷雨田同學(xué)完成的《漢字個(gè)人手寫(xiě)字體學(xué)習(xí)與生成》提出了一個(gè)基于小樣本漢字集的改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)學(xué)習(xí)并生成個(gè)人手寫(xiě)字體。該網(wǎng)絡(luò)分為三個(gè)子網(wǎng)絡(luò)：1）分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)：辨別目標(biāo)字體的大致風(fēng)格并為后端網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)提供前置信息；2）生成網(wǎng)絡(luò)：遷移并生成目標(biāo)字體；3）鑒別網(wǎng)絡(luò)：區(qū)分生成的“假”目標(biāo)字體以及真實(shí)的目標(biāo)字體。這一實(shí)驗(yàn)首次提出了一個(gè)前置的分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)來(lái)減少所需要的訓(xùn)練樣本集的大小，同時(shí)提高了訓(xùn)練效率及生成有效性；而該模型在標(biāo)準(zhǔn)字體以及手寫(xiě)字體的生成上均達(dá)到了令人滿(mǎn)意的效果，相對(duì)于之前其他的相關(guān)工作，該模型能有效的減少訓(xùn)練集的大小至十分之一；此外，數(shù)據(jù)庫(kù)收集了43種手寫(xiě)字體用以開(kāi)展進(jìn)一步的研究工作。
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? ? ? ? 2015級(jí)電子信息工程專(zhuān)業(yè)、學(xué)勤書(shū)院謝語(yǔ)桐同學(xué)的科研論文《激光雷達(dá)與慣性測(cè)量單位融合的2.5D地圖》聚焦自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。在這一領(lǐng)域里，人們對(duì)基于激光雷達(dá)和視覺(jué)的建圖定位方法做過(guò)大量深入的研究，并結(jié)合多種傳感器的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行了傳感器融合的研究工作。但是大多數(shù)工作都專(zhuān)注于2D地圖的構(gòu)建上，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境來(lái)說(shuō)，二維地圖有一定的局限性。謝語(yǔ)桐提出了一種基于激光雷達(dá)與慣性測(cè)量單元（IMU）融合的2.5D地圖生成算法。該算法將IMU獲取到的物體姿態(tài)信息與激光雷達(dá)的點(diǎn)云信息進(jìn)行融合建圖，容易在真實(shí)世界中的移動(dòng)車(chē)輛上實(shí)現(xiàn)，并具有快速、魯棒的性能。同時(shí)，仿真實(shí)驗(yàn)和以及真實(shí)場(chǎng)景中的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證算法的功能和有效性。
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? ? ? ? 由博士生王星超指導(dǎo)、2015級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)、逸夫書(shū)院莫凡同學(xué)完成的論文《機(jī)器人作曲家的音樂(lè)生成模型》介紹了一個(gè)基于模擬退火算法和遺傳算法的自動(dòng)作曲模型。這一模型首先用模擬退火算法生成不同和弦下的大量樂(lè)曲小節(jié)，并將它們視為遺傳算法中的“基因”，用遺傳算法來(lái)選出這些小節(jié)的一個(gè)恰當(dāng)?shù)慕M合。只要能提供一個(gè)自定義的評(píng)估函數(shù)，這個(gè)模型就能高效地產(chǎn)出大量好聽(tīng)的雙音軌樂(lè)曲。因此，它可以用來(lái)為電子游戲生產(chǎn)大量背景音樂(lè)，或者用來(lái)為作曲家提供靈感。此外，論文也詳細(xì)說(shuō)明了如何將樂(lè)理方面的先驗(yàn)知識(shí)轉(zhuǎn)化成對(duì)樂(lè)曲的評(píng)估函數(shù)，并提供一個(gè)樣例作為參考。
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? ? ? ? 博士生周立廣指導(dǎo)的、2016級(jí)電子信息工程專(zhuān)業(yè)、逸夫書(shū)院俞晨笑同學(xué)完成的《四足機(jī)器人自適應(yīng)爬坡的姿態(tài)校正器》則聚焦于四足機(jī)器人的姿態(tài)校正方法和運(yùn)動(dòng)能力。保持平衡和穩(wěn)定的能力是對(duì)四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的一個(gè)主要要求。在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中行走時(shí)，為了保持穩(wěn)定性，機(jī)器人不僅需要調(diào)整步態(tài)，還需要根據(jù)環(huán)境反饋調(diào)整姿態(tài)。相較于沒(méi)有姿態(tài)控制的情況，四足機(jī)器人能夠在姿態(tài)校正下行走更穩(wěn)定并擁有更強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)能力。一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。
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