人形机器人工业场景应用研究平台建设需求

人形机器人工业场景应用研究平台建设需求一、项目背景根据学校科研平台建设要求，特采购“人形机器人工业场景应用研究平台”服务，旨在探索并应用人形机器人在复杂工业环境中的高效作业能力，以提升生产效率、降低人力成本并增强作业安全性；从而提高我校在相关领域的科研能力及产业化能力。本项目背景源于当前制造业对自动化、智能化需求的日益增长，特别是面对劳动强度大、工作环境恶劣或精细操作要求高的场景，传统自动化设备难以完全满足需求。人形机器人凭借其灵活的肢体动作、高度的环境适应性和智能决策能力，被视为解决上述挑战的关键技术之一。采购内容主要包括：人形机器人躯干和双足，人形机器人机械臂，人形机器人灵巧手，机器人操作系统，动作捕捉模块单元，动作捕捉分析软件，3D模型及虚拟场景库，具身智能场景场地包。基本需求方面，期望投标供应商能提供成熟稳定的产品方案，具备丰富的工业应用案例经验，同时提供全面的技术支持与培训服务，确保平台能够顺利搭建并高效运行，助力我司在智能制造领域取得突破性进展。二、货物清单序号采购计划编号货物名称数量单位备注1人形机器人躯干和双足1套2人形机器人机械臂1套3人形机器人灵巧手1套4机器人操作系统1套5动作捕捉模块单元1个6动作捕捉分析软件1套73D模型及虚拟场景库1套8具身智能场景场地包1套三、具体技术要求序号货物名称技术要求1人形机器人躯干和双足1.1产品尺寸：高度≥1700mm；1.2产品材质：铝合金结构、PC+ABS外壳；1.3自由度：单腿自由度为≥6，头部自由度≥2；1.4电池类别和容量：锂电池，综合运行时间≥2h；1.5摄像头：RGBD≥4个，≥1个双目相机；1.6传感器：包含惯导测量单元≥2个，六维力传感器≥2个（安装在足底），等多种传感器；1.7需配备可升降移动展架，方便机器人存储、转移、调试等；1.8机器人行走速度可达到3千米/小时；1.9机器人具备全身柔顺功能，能实现全身柔性安全交互；1.10机器人代表行业领先技术，具备自主知识产权；1.11机器人需要配置屏幕尺寸≥4.3寸信息交互显示屏，喇叭，环装状态呼吸灯；1.12配件：包括机器人充电器、展架充电器、白电池充电底座、机器人电池*1、遥控手柄、航空包装箱、使用手册、注意事项卡等。1.13培训资源包提供智能人形机器人应用与实践培训资源包，内容包含智能人形机器人的系统组成和特点，感知交互、运动控制、集成控制和应用开发等技术方向的基本概念、原理、实现手段和技术，让学生掌握智能人形机器人图像检测与识别、语音识别与交互、双足步态运动控制、手臂末端运控等应用的实现方法。1.13.1培训资源包括：课程标准、一体化教材、教学课件（PPT）各不少于1套。1.13.2一体化教材和教学课件的培训项目不少于6个，需包含但不限于以下任务：1）见证智能人形机器人的第一次运动；2）智能人形机器人基本操作与编程；3）智能人形机器人的感知世界；4）智能人形机器人的运动控制；5）智能人形机器人通信与集控；6）智能人形机器人应用开发；1.13.3微课视频不少于10个，MP4格式，分辨率不低于1920*1080。需包含但不限于以下内容：1）认识智能人形机器人；2）认识智能人形机器人的“神经系统”；3）认识智能人形机器人的传感器（一）；4）认识智能人形机器人的传感器（二）；5）认识智能人形机器人的回读编程；6）认识智能人形机器人的步态规划；7）认识智能人形机器人的主板与控制系统；8）认识智能人形机器人的运动控制；9）认识智能人形机器人的通信；10）认识智能人形机器人的集控；2人形机器人机械臂2.1产品材质：铝合金结构、PC+ABS外壳；2.2机械臂单臂负重≥7.5KG，双臂负重≥15KG；2.3机械臂末端点最大速度≥1m/s；2.4机械臂末端重复定位精度为≤±5mm；2.5机械臂自由度：≥7自由度；2.6机械臂长度：≥560mm；2.7传感器：力传感器（安装在机械臂末端）；2.8自研一体化关节，创新型旋转驱动。3人形机器人灵巧手3.1仿人五指灵巧手，单手需具有不少于6个自由度，可以模拟人手实现精准的抓取操作，可应用于分拣、装配、抓取、科研等方向；3.2产品材质：铝合金结构、ABS外壳；3.3自由度：≥6自由度；3.4需具有仿人灵巧手，具备自主知识产权；3.5控制方式：力，位置，电流；3.6通讯方式：CAN；3.7抓取重量：≥2.5kg；3.8单手重量：<0.8kg；3.9指尖最大输出力：≥6N。4机器人操作系统4.1需具有自主软件框架；4.2Ubuntu+LinuxRTPreempt操作系统；4.3支持全身运动控制、柔顺控制；4.4具有视觉识别功能：机器人具备感知识别能力、可作人脸识别、二维码识别、物体和标识物；4.5具有导航功能：机器人具备定位导航功能，站点导航目标精度≤±2cm，行走定位精度≤±7cm；4.6具有多模态交互功能：机器人具备接入多模态交互能力，支持文字、语音、视觉、动作、环境等多种方式进行人机交互；4.7提供开放接口及仿真环境，支持二次开发和算法验证。5动作捕捉模块单元5.1最大分辨率410万像素（2048×2048）摄像头不少于12台；5.2最大分辨率下的最大采集频率：不小于180Hz，分辨率不小于2048*2048，且在2048*2048分辨率下的帧率不小于180FPS；5.3视场角≥52*52度；5.4产品通过ISO9001质量管理体系认证证书；5.5重复性精度：偏差须≤0.02mm；5.6连接类型：Ethernet数据线连接类型：RJ45标准网线，支持镜头扩展并联方式连接；5.7安装套件需包含三向云台和C型夹。其中三向云台有两只转向手柄，承重≥10kg，底座接口3/8"，含快装片，相机接口1/4"；C型夹适配3cm×3cm-5cm×5cm方管桁架，适配2-5cm方管/圆管，承重≥3kg，含1/4"、3/8"双头连接柱；5.8配套POE分离器，POE受电，12V2A，IEEE802.3af/at；5.9交换机包，包含两台POE交换机，需满足以下需求：（1）POE供电：总功率230W，IEEE802.3af/at；（2）输入电压：AC220V50Hz；（2）尺寸：约440mm×178.8mm×44mm（L×W×H）；5.10专用线缆，数量不少于13根；5.11反光标志点200个，其中勾面100个，皮面100个，并配套动捕服一套；5.12刚性标定套件一套，包含L型标定框（450mm×300mm刚性标定框架，分段组合设计）、T型标定框（900mm可伸缩手柄，500mm标定尺）各一个。6动作捕捉分析软件6.1可在软件中直接控制镜头的连接和断开，并可对动作捕捉镜头的帧率、曝光、阈值、亮度参数进行调节；操作软件需支持国产系统，可在国产系统下进行可视化操作，且通过国产软件认证。6.2软件支持不同型号镜头、新旧不同版本镜头程序的镜头混搭使用；6.3可通过软件进行系统的标定工作，标定环节直观、便捷、友好；可视化的动态标定过程，对标定过程中出现的问题（如环境中存在杂质、采集的有效数据帧数少等）给出提示；6.4方便快捷的文件管理，显示工作路径，并可便捷地进行文件夹路径切换、文件的导入导出、采集文件的新建/添加/移除等操作；6.5支持通过软件直接连接视频摄像机，实时显示当前场地中的场景，支持直接通过USB接口连接视频摄像机；6.6支持显示选中的一个或多个marker点的位置、速度、加速度、两个Marker点间的距离，支持显示选中的一组或多组角度的数据，且该位置、速度、加速度、点点间距、角度等数据可导出；6.7支持显示选中的标志点（Marker）的三维运行轨迹；6.8支持显示选中的一个或多个骨骼的四元数运动数据及6自由度运动数据的基本分析数据（位移，速度，加速度），且该四元数运动数据和该基本分析数据可导出；6.9软件数据处理模式中，需提供两种手动创建骨骼的方式，一种为根据标志点创建骨骼，一种为先调出骨骼再通过标志点绑定；6.10提供实时SDK，可通过SDK将marker点，骨骼，测力台等数据广播发送出去，供第三方使用。73D模型及虚拟场景库7.1基于大型人形机器人构建端到端的仿真平台，与硬件平台在尺寸及传感器上保持相同布局，支持Sim-to-real。仿真平台支持开展步态算法、双臂协同控制算法、自主导航与感知算法、视觉识别算法及端到端的学习算法等研究，支持多领域及场景的科研开发任务。在仿真平台中，提供不限于与样机一致的算法模型库，仿真平台同时提供多种场景，涵盖步态验证场景、全身力控场景、工业场景、家庭场景等领域；7.2机器人仿真模型的尺寸及传感器与实体机器人保持一致，支持Sim-to-real；7.3提供算法库，包含至少10种算法，例如A2C、DDPG、DQN、PP0、Q-learning、RPO、SAC、SARSA、TD3、TRPO等不少于10种算法；7.4提供场景库，包含至少10种场景，例如家居、仓库、医院、办公室、户外地形等场景；7.5配套虚拟仿真资源：仿真实训部分采用项目任务式学习设计方式，以拟人双臂服务机器人进行1：1（3D）建模，可自主展开课程相关的实训任务（涵盖装配、拆解、调试、维护四大场景）模拟练习操作，并支持操作手册、步骤提醒、部件栏、工具栏功能，提供≥12个实训项目。8