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武汉一高校探索机器人遥控时延难题 技术成果获国家发明专利2020/05/01
    近日,从国家知识产权局获悉,武昌理工学院申请的《一种机器人遥控时延消除控制系统及方法》技术成果喜获“国家发明专利”,该发明可以有效消除机器人遥控任意长度的时延,提升控制工程的成效。

该技术成果由武昌理工学院人工智能学院教师刘逢刚完成,于2019年5月提交专利申请,历经国家知识产权局初审、实质审查,于近日得到国家知识产权局的授权并取得发明专利证书。

随着机器人在军事、工业等重要领域的广泛应用,逐渐替代了以往许多必须依赖人力才能完成的任务。在一些应用场景下,复杂环境所造成的遥控时延大大影响了机器人的应用成效。遥控延时经常导致系统不能准确跟踪系统的输入量,并且当系统产生外部扰动时,系统的超调量会逐渐增大,影响系统的稳定性,严重时甚至危及设备和人身安全。

为了解决上述问题,刘逢刚老师提出了一种机器人遥控时延消除控制系统,以本体控制系统为基础,在控制端和对象端都加入时间协调器,并且在控制端设计有对象特性预测器,在有时延的情况下,利用预测器的输出分别指导控制端和对象端,产生零时延等同的控制品质;另一方面,该发明还针对上述控制系统,提出了一种机器人遥控时延消除控制方法,不需要改变原系统的本体控制模型,可以有效消除任意长度的时延,提升控制工程的成效。

刘逢刚老师介绍,他从2018年中旬开始准备此项发明专利的准备工作,包括方案的提出、优化和完善。经过了9个月的调试、仿真与实验、撰写专利文稿等工作。在2019年的4月份完成专利文件并提交湖北省专利局。

在我国,专利的审查程序很繁杂,发明专利的总体申报成功率约为13%,且需要的时间很长。一个发明专利从申请到拿到证书大概要2-3年时间。虽然期间很长,但却有一个优先审查程序,只要符合优先审查条件的,就可以申请优先审查,并且优先审查所需的时间相对较少。但是要拿到优先审查权也是很不容易的,其中专利一定要涉及新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等技术领域并且对国家利益或者公共利益具有重大意义。刘逢刚老师申请的《一种机器人遥控时延消除控制系统及方法》技术成果就在此类范围中,在提交了复杂繁琐的申请报告之后,很幸运地在2019年11月底获得了来之不易的优先审查权。经过了两次答复审查专家的意见之后,该发明终于在2020年3月底拿到发明专利证书。

“这项发明有哪些实际用途?能否投入到实际运用中去?”对此,刘逢刚老师介绍,现代工业生产控制过程常常伴随着时滞环节,时滞环节会导致系统不能准确跟踪系统的输入量。并且,当系统一旦产生外部扰动,系统的超调量会逐渐增大,影响系统的稳定性,严重超调甚至会危及设备及人身安全。因此,如何有效地补偿时滞环节,不仅在机器人领域,在军事、航空、海洋、发电厂等领域都成为了一个重要的课题。本次发明就是设计了一个新的在非可视环境下控制移动机器人的系统。

对于自己顺利获得国家发明专利,刘逢刚老师表示非常感谢学校的支持,感谢人工智能学院的院领导以及机械电子工程系老师的支持。

近年来,武昌理工学院深入贯彻落实质量立校、特色兴校、人才强校和开放办学四大发展战略,围绕湖北省经济发展和地方经济社会需求,大力加强科学研究,加快建设资助创新体系,提升科技创新能力,推进产学研合作,努力提升科研服务地方经济、服务教学的作用,高水平科研创新成果不断涌现。根据中国科学文献计量评价研究中心发布2019年度全国高校C刊论文发表数量排行榜,武昌理工学院以发文13篇的优秀成绩位居全国高校第536位。该排名不仅位居全国同类高校前列,而且超过众多知名公办高校。

武昌理工学院自转设以来,获省级及以上成果奖12项,其中国家级高等学校科学研究优秀成果奖1项,中国地理信息科技进步二等奖1项,湖北省科技进步二等奖2项,湖北省科技进步三等奖1项,湖北省高等学校教学成果一等奖1项,二等奖2项,三等奖2项,湖北省教育科学研究优秀成果奖2项;发表论文2305篇,其中,中文核心及以上层次期刊论文399篇,出版教材和著作245部;教师及学生截止目前获各项国家专利281项,其中国家发明专利5项,国家外观设计专利37项。(刘明杨)人民网-湖北频道

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