绳索机器人是一种采用柔性绳索代替刚性连杆、牵引动平台运动的新型机器人，具有大空间、高速度的巨大优势，在高速摄影、飞机风洞试验、大空间装配、天文观测、医疗康复等领域起着无法替代的作用。我国的大科学工程项目——500米口径球面射电望远镜（FAST工程——http://fast.bao.ac.cn/ ），其馈源支撑系统采用的就是绳索机器人。本实验室在三项国家自然科学基金项目的资助下，研究了绳索机器人的优化设计、动力学建模、轨迹规划和视觉伺服问题，建成了国内首台8-6结构的绳索机器人和国际首台4-3可重构的绳索机器人。我们的研究结果： [ Demo1 ] [ Demo2 ]

      随着大数据和计算能力的高速发展，人工智能驱动的研究范式在数学、物理、化学、生命等自然科学领域初显威力（AI for Science）。本实验室与中科大化学家团队合作，打造了国际领先的机器化学家平台，研制出化学实验移动操作机器人，集成了全向移动底盘和6自由度机械臂，通过激光感知实现了复杂环境的高精度自主定位和建图，通过视觉引导和力觉反馈实现了化学器皿和仪器的仿人灵巧操作，通过多任务、多机器的调度算法实现了机器人与16个工作站的协同控制，最终实现了化学实验的高通量、智能化和精准化。我们的研究成果：[ Demo3 ]

      人类的手臂和手经历了数百万年的不断进化，具备独特的骨骼、肌肉、肌腱等柔性结构，以及手臂和手之间高度一体化的感知、驱动和控制能力，展现出低惯量、变刚度、高负载自重比、灵巧操作等巨大优势，成为柔性机器人结构和功能的最佳模仿对象。本实验室探索了柔性机器人的仿肌腱驱动机制，研究了绳牵引的肩、肘、腕、指关节结构和模型，突破了仿人手臂和手一体化驱动和控制关键技术，研制出具备双臂14-DOF和双手40-DOF的全绳牵引柔性机器人，构建了视觉-语言融合的技能迁移策略，实现了结构柔性仿生和系统智能学习的深度融合。我们的研究成果： [ Demo4 ]

      消防机器人可以被遥控进入极端危险的火场作业，从而保证消防员的人身安全；或是用于火警的快速响应，在火情较小时自主进行灭火控制。随着机器人技术的发展，智能的、自主的消防机器人是未来发展趋势。 本实验室与国网安徽省电力有限公司合作，研发了变电站全自主智能消防机器人系统，研制了搭载大容量灭火装置的智能消防机器人软硬件平台，攻克了大空间、复杂环境的SLAM、动态避障和火焰实时跟踪技术，实现了智能消防机器人与变电站现有消防系统的联动控制，有效完成了特高压变电站的消防灭火任务。

     工业机器人是机器人研究和应用的基础方向，也是智能制造的重要支撑设备。本实验室基于高精度激光测量，解决了大型工业机器人的运动学参数标定，并且实现了动力学模型的参数辨识及前馈动力学控制，大幅提升了工业机器人的控制精度。此外，面向智能制造领域，基于视觉测量和动态轨迹规划方法，解决了复杂环境中目标物体的动态定位、动态避障和动态抓取，实现了工业机器人在复杂动态环境中的智能抓取操作。

      并联机器人是指末端执行器与动平台之间具有多条运动链的特种机器人，具有高速度、高精度和大负载能力等突出优点，在精密运动平台、高档数控机床和飞行模拟器等领域有着非常重要的应用。同时，封闭的运动链结构使得并联机器人的运动学和动力学非常复杂，其运动控制问题更是令机器人学领域的研究者望而却步。本实验室历经十年的研究，攻克了并联机器人的运动学自标定、动力学最优辨识、摩擦力非线性补偿、非线性PD型控制、非线性自适应控制、加速度反馈控制和动力学协调控制等关键问题，建立了系统性的理论框架和实验方案。