“智能建造前沿——研究与工程”论坛第十二期于2023年10月25日19:00-20:00在土木与水利工程学院西六楼五楼报告厅及线上同时举办。此次论坛由华中科技大学土木与水利工程学院刘佳静博士后主持。

本期论坛的主题为“智能工程机械与建造机器人”，特邀请香港城市大学建筑学及土木工程系博士生张明、华中科技大学土木与水利工程学院博士生刘峰华分享他们在相关领域的学术研究。本期论坛吸引了线上线下百余名师生参加。

图1 博士生张明分享学术报告

博士生张明作“用于建筑远程操作中主动人机协作的生物信号交互界面”主题报告。他通过对现有文献进分析，发现人机协作（human–robot collaboration ，HRC）在建筑领域的现状、挑战和新兴研究趋势等研究的空白，并提出了以下四个研究目标。

首先，他针对HRC系统中建筑工人的价值，关注在协作施工任务中工人与机器人交互时可能扮演的角色，并发现以程序员、旁观者和主管等身份的工人的HRC研究不断扩大，丰富了建筑行业HRC系统中的人机协作。其次，他总结了五种典型的交互界面，包括手势、语音、凝视、生物信号和基于视觉的主动命令。然后，他通过回顾HRC当前的安全管理和安全隐患，对HRC现场施工中潜在的安全风险因素进行识别和讨论，引出在人机协作过程中使用生物信号交互界面的可行性与重要性。最后，他对该研究领域做了详细而充足的未来展望。

图2 博士生刘峰华分享学术报告

接下来，博士生刘峰华分享了题为“城市排水系统智能作业机器人运行稳定性控制”的研究。管网工程具有风险高、效率低、成本高等特点，使用机器人代替人工维护管道是必要且迫切的。地下管道具有非结构化、弱感知等特点，依赖目视控制的机器人很容易偏航甚至倾覆，导致维护过程不稳定、不安全。因此，他提出了运行稳定性及其控制策略来评估和提升机器人的安全性。

为构建机器人的控制系统，他通过平面模型的正运动学建模和复杂地形的正动力学建模表征了机器人的运动特性，分析了控制模型输入与输出的关联关系；其次，他基于管道的几何特性及履带式机器人的运行特点，提出了运行稳定性的影响因素并利用零力矩点和模糊理论定量、定性分析了因素大小的重要程度，利用专家模糊推理解析了不同状态下的机器人运行稳定性，并提出了不同情境下人机混合的控制策略；最后根据机器人的运动特性及机电特性构建了一个闭环二阶在线控制系统，利用混合遗传算法-粒子群优化（GA-PSO）优化比例积分微分（PID）控制器以提高控制器精度。他设计了多种算例开展了开展仿真实验与缩尺实验，结果均验证了提出方法的有效性。

刘佳静博后对张明、刘峰华两位博士生的精彩分享和与会同学的积极参与表示感谢，“智能建造前沿——研究与工程”论坛第十二期活动落下帷幕。

文字|曾若曦

宣传|唐熠

联络|张轶哲