机器人、教学设备、人形机器人实训系统、人形机器人设备、人形机器人教学、中国机器人及人工智能大赛

一、 项目总体建设概述

《新质生产力人工智能+人形机器人人才培养实验基地》通过实验场景、课程与技术的融合，建成后将达到同行院校先进水平，能够较好地满足机器人、人工智能等相关日常教学、实验实训、研究开发、参加竞赛等需求，系统提升学生的应用水平和操作水平，本项目的建设可满足机械、自动化、电子信息、计算机、师范类等相关学生的教学和实训支持，进一步提高利用效率。

此项目的建立，不仅能够充分展现学校在学科建设、人才储备、技术创新及团队合作等方面的优势，还积极响应并践行国家的重要发展战略。依托此平台，我们将举办丰富多彩的学术研讨、科技创新与技能训练活动，引导学生紧跟行业脉搏，提前适应科技革命与产业升级带来的变革，从而培养其创新意识、实践技能、科技创新能力及自主学习能力。该基地也将成为不同课程学生交流互动、共同学习的场所，极大地促进高质量人才的培养。

二、 实验室核心硬件设备

1. Aelos Smart机器人

Aelos Smart机器人升级了配置与计算能力，充分满足高校对于机器人编程开发、人工智能应用学习等方面的高层次需求，助力高校学子在机器人系统结构、步态规划、运动控制、算法开发、场景应用等方面的实践学习。机器人搭载STM32、树莓派4B双运算系统，提高平台计算能力，支持二次深度开发。Aelos Smart机器人不仅搭载可视化积木编程软件，用户可通过搭积木的形式为小型双足开发机器人赋予各种功能；支持lua/python3等多语言开发环境，满足高校学子多元化的编程学习需求。

 

Aelos Smart机器人

2. Roban机器人

Roban机器人是一款双足人形机器人，是具有开源性与拓展性的AI展示平台及ROS应用平台。本体搭载深度摄像头，嵌入V-SLAM视觉算法，可以通过SLAM室内导航技术进行建图，实现自主路径规划和步态规划，完成曲线行走、坡面运动和上下楼梯等任务。接入Microsoft Azure平台，实现全面的智能、识别、学习功能。Roban机器人涉及控制、编程入门、计算机视觉、图像处理、运动规划等多领域课程，可以作为科技教学向学生展示前沿技术和科技发展高度，满足学生对机器人的所有想象。

 

Roban机器人

3. Taskor机械臂

Taskor机械臂采用高精度大扭力步进电机驱动，执行端采用可更换设计，方便针对多种目标作业，适用不同的任务场景。控制主板采用可扩展式方案，多个数据接口适配不同传感器完成自动化设备和机械臂之间的协作生产。定制开发的编程软件同样具有入门简单，上手快等优点。机械臂可以模拟小型工业流水线生产，还可以满足不同年龄段学生对人工智能、工业应用、自动化生产的学习需求，让理论和实践相结合，实现工业生产与人工智能的高效结合。

 

Taskor机械臂

4. Aelos开源鸿蒙版机器人

Aelos开源鸿蒙版机器人是基于开源鸿蒙系统的人形机器人，涵盖教育、工业、服务等多场景应用。搭载STM32、RK3568双运算系统，提高平台计算能力，支持二次深度开发，支持Arkts语言开发环境。机器人采用17个自研高精度专用舵机及自稳定步态算法，其步态及灵活性都达到了创新水平，具有双摄像头配置，高运算能力，结合视觉感知算法，可以搭建多目标、多场景、大范围的机器人视觉感知能力。

 

Aelos开源鸿蒙版机器人

以人形机器人为载体的万物智联教学系统

5. FPGA机器人

FPGA机器人搭载STM32、FPGA双运算系统，主要面向电子信息等相关学生，交叉运动控制、智能识别、神经网络算法与通信融合等知识。FPGA版本提升机器人的硬件算力，以Xilinx Ultra96-v2（U96）为主控板，由ARM核和FPGA两部分组成，相当于单片机与FPGA的复合体，不仅能提供单片机的易用性，还能提供FPGA的强大算力。FPGA机器人开发平台，集成了基于FPGA的低功耗神经网络架构、基于超宽带的自动定位追踪等前沿技术，在课程教学过程中让学生亲身体验前沿科研成果。开发平台技术集成度较高，课程采取软硬结合、赛课结合的组织形式，课程考核以比赛方式组织，比赛面向所有学生，适合大学学科的拓展使用。

 

FPGA机器人

6. AGV智能机器人

采用SLAM 导航技术、柔性避障、结合视觉定位，可实现前后行走、原地旋转，具有较高的灵活性；机体采用多轮承重，独立悬空设计，有效降低了加载卸载时对车体的冲击载荷，对路面起伏，突变等情况具有良好的适应能力。AGV 系统内置高性能导航模块、高精度雷达、底盘采用先进的动力系统悬挂装置，有着优异的平稳性和地面适应性能、越障越坎能力、导航能力等。

 

AGV智能机器人

7. KUAVO高动态人形机器人

机器人常被各国视作衡量国家创新水平和产业能力的标志，而人形机器人是业界公认的技术难度高的智能机器人，是机械设计、运动控制、人工智能等领域高精尖技术的集大成者，被誉为“机器人皇冠上的明珠”。Kuavo是国内具备跳跃能力、实现产业化落地、搭载鸿蒙操作系统的全尺寸人形机器人。Kuavo能够实现多地形行走，其步态算法全面适配沙地、草地、障碍等多种地形；能够做到动态足腿自平衡，承受超过20N·s的抗扰动冲击；能够进行快速连续跳跃，跳跃高度达到20cm。整机进行轻量化设计，其自研一体化关机的功率密度达到全球标准，通过优化设计热管理模型，大幅提高电机散热效率，实现持续爆发扭矩输出。打造“人形机器人+”开发生态平台，可成为多场景通用机器人平台，再科研、特种、工业、家庭等场景进行产业化落地应用。

 

KUAVO高动态人形机器人

三、实验室核心课程

人工智能与机器人实训基地课程建设配套一系列人工智能及机器人相关教材，系列课程包括《机器人编程与实践》、《图像处理与计算机视觉》、《协作机器人基础课程》、《机器人仿真与建模》、《智能人机交互技术》、《机器人操作系统（ROS）基础与应用》、《机器人运动控制》、《机器学习》和《机器人驱动与控制》等课程。课程实践教学适合机械类、自动化类、电子信息类、计算机类及师范类，结合人工智能教育与创客思维，运用多学科知识，培养学生的动手能力、创作能力和思维逻辑能力，提升学生综合科学素养。

1. 《机器人编程与实践》

《机器人编程与实践》是学生学习智能机器人、人工智能相关技术的基础课程，以仿人形智能机器人为载体，助力学生理解智能机器人的硬件结构、软件和配套传感器知识，掌握机器人编程、人工智能应用等技能，使学生具备初步的机器人及人工智能应用开发能力。

2. 《图像处理与计算机视觉》

《图像处理与计算机视觉》课程的学习可以让学生掌握图像采集、处理和分析的相关算法，熟练使用 python 编程完成相关识别任务，熟悉在机器人领域中视觉技术的使用方式。为后续培养适应人工智能领域发展需要、具备人工智能知识与技术的高端人才打下良好基础。

3. 《协作机器人基础》

《协作机器人基础》作为从事协作型工业机器人相关岗位工作的课程。本课程要求学生系统掌握协作机器人相关概念、运动理论及操作常识，具备以机械臂为主的协作机器人控制程序开发、硬件调试的能力，并以机械臂作为控制对象，综合研究多机器、人机协同技术在生产作业中的应用。

4. 《机器人建模与仿真》

《机器人建模与仿真》课程内容围绕机器人仿真涉及的机器人模型、CoppeliaSim仿真环境、坐标变换、运动控制等展开介绍，并随着课程的深入，将会深度使用CoppeliaSim、Rviz等仿真和调试工具。通过本课程学习，学生将掌握机器人仿真技术，了解机器人的组成结构，基本知识原理，了解机器人运动模型的建立及性能指标的分析方法，熟悉机器人的基本控制方法，为机器人的设计和应用提供技术支撑。

5. 《人工智能导论》

本课程要求学生通过对自然语言处理概述、自然语言人机交互、计算机视觉与图像处理、语音聊天机器人等内容的学习了解人工智能的起源与发展、基于端到端的语音识别方法、情感的描述及语音的声学特征、掌握计算机视觉的应用领域。

6. 《人形机器人原理及应用》

本课程要求学生通过对机器人驱动系统、机器人控制系统、机器人动作编辑、机器人零点调试的学习了解机器人发展过程及现状，掌握机器人控制系统、机器人动作编辑方法的能力。

7. 《Python语言程序设计》

本课程要求学生通多对Python基础语法、Python编程综合实践、Python基础语法内容、Python编程进行考试模拟的内容学习掌握基本数学技术与计算能力、语法知识并初步具备Python的编程思维、Python语言及编程方法。

8. 《人形机器人编程与实践》

本课程要求学生通过对人形机器人结构、机器人编程软件、传感器学习及实践、语音识别、人脸属性识别、机器人视觉回传、RGB三原色颜色系统、树莓派介绍、HSV颜色定位抓取等内容学习。 掌握人工智能基本概念和基础知识、掌握人形机器人与传感器结合方法、了解传感器使用功能及使用方法、掌握人工智能算法的应用及拓展；掌握对人形机器人视觉功能等开发能力。

四、实验室可支持竞赛

1. 中国机器人及人工智能大赛

中国机器人及人工智能大赛由中国人工智能学会主办，围绕机器人技术研发和人工智能应用领域创新展开赛事，搭建人才、技术、产业对接平台，发挥叠加效应，提升我国机器人及人工智能领域的技术研发实力，开拓机器人及人工智能技术的广泛应用，促进产业升级发展。作为大赛承办单位，设置人形机器人任务挑战专项赛，涵盖小型人形机器人与中型人形机器人、线下赛与虚拟赛等赛项。

2. 国际自主智能机器人大赛

国际自主智能机器人大赛由北京市科学技术协会主办，北京电子学会、清华大学微电子学研究所等单位共同承办，大赛旨在推动自主智能机器人在中国科研、教育领域的普及应用，促进芯片技术与机器人技术融合发展，培养中国人工智能机器人领域人才，吸引了来自德国、英国、韩国、科特迪瓦、巴基斯坦以及国内等多个地区高校的团队参赛。作为赛事支持单位，参与标准赛、夺宝赛和虚拟赛等赛项。

3. 睿抗机器人开发者大赛

睿抗机器人开发者大赛是由工业和信息化部人才交流中心主办。大赛旨在促进智能机器人技术的创新应用能力，汇聚创新成果，探索评测基准，为从事人工智能与机器人领域研究的高校院所提供一个全新的学习、展示、交流和竞技平台，以推动产业升级，深化产教融合发展。作为赛事支持单位，设置夺宝联盟赛。

4. 中国机器人大赛

中国机器人大赛是中国影响力Zui大、综合技术水平Zui高的机器人学科竞赛之一，是我国具有影响力的机器人技术大赛、学术大会和科普盛会。比赛设置了空中机器人、无人水面舰艇、救援机器人等多项符合机器人发展热点和难点的比赛项目。作为赛事参与单位，参加人形舞蹈赛等赛项。