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基于事件驅動方式的仿生視覺圖像傳感器，用于高速場景的拍攝 一、項目分類 關鍵核心技術突破、顯著效益成果轉化 二、成果簡介 隨著虛擬現實（VR）、增強現實（AR）和混合虛擬增強現實（MR）技術、自動駕駛、物聯網以及機器視覺等領域的飛速發展，對圖像傳感器的采集速度提出了更高的要求。傳統基于“幀”掃描形式的CMOS 或 CCD 圖像傳感器較難滿足高速運動物體的拍攝需求，若提高相機的圖像采集幀率，則需要采用高性能且結構復雜的模數轉換器，大量的圖像會帶來較大的數據冗余，此外，也會面臨功耗高的問題。 相比于傳統的光電和圖像傳感器，生物視網膜具有許多不可比擬的優勢。視網膜中的光感受器可根據外界光強的變化自適應調節增益，能夠感知超過 180dB 的光強范圍。另外，視網膜基于事件驅動式的采集方式，僅輸出場景中光強發生變化的信息，因而，能夠濾除低頻信息帶來的冗余。在信號處理和傳輸上，采用異步通信的方式，通過神經節細胞將光強信息轉換為時空脈沖信號，實現低功耗。 受到生物視網膜的啟發，研究人員提出了基于事件驅動方式的仿生視覺圖像傳感器，用于高速場景的拍攝。該類傳感器多采用對數像素電路作為光強探測單元，因其動態響應范圍寬，可隨機讀取。然而，對數電路在弱光環境下靈敏度低，幾乎沒有光響應，即仍然無法模仿視網膜弱光下的高靈敏度，除此之外，其輸出受到 (Fixed Pattern Noise，FPN)的影響，降低了圖像質量。 我們提出了一種兼容 CMOS 工藝的光敏二極管體偏置場效應晶體管器件(PD- body biased MOSFET，簡稱 PD-MOS)，其結構圖和等效電路如圖 1所示。 利用 PD 的感光特性以及 MOSFET 的正向襯底偏置效應實現集成光強探測及信號放大于一體的光電器件。該器件可解決對數電路在弱光下靈敏度低的問題，并且提出了一種明暗傳感器的方案以降低噪聲。設計成像測試方案并搭建靜態圖像采集測試系統，實現靜態顯示，通過 MTALAB 進行圖像恢復從而實現動態圖像顯示功能。   圖 1 (a) PD-MOS 器件結構及其 (b) 等效電路圖 經過商用 180nm CMOS 工藝流程制備后的器件概貌如圖 2 所示，圖 (a) 為三種不同像素設計的芯片實物圖，從上至下分別為環形結構、條形結構及對數像素電路，將其中的環形結構在顯微鏡下放大觀察可看到圖 (b) 所示的形貌，圖 (c) 為4個像素的顯微圖。   圖 2 (a) PD-MOS 成像陣列芯片的實物圖，(b) 環形結構芯片在顯微鏡下的放大圖以及 (c) 環形結構像素放大圖 上位機實時顯示效果如圖3所示，可以明顯看出兩根頭發相交。子圖 (a) 為暗態時的 100 幀平均灰度圖，子圖 (b) 為暗態時的曲面圖，子圖 (c) (e) (g) (i) 為光態下的圖，子圖 (d) (f) (h) (j) 為光態下的圖像數據減去暗態下圖像數據的降噪圖，可以發現在30nw/cm2 輻照度下已經出現頭發的輪廓，當輻照度繼續增加，頭發的輪廓越來越清晰，當輻照度達到 3mw/cm2，仍然可以看到頭發的輪廓。   圖 3 陣列芯片采集的圖像 不同于傳統計算機視覺系統的圖像采集方式，生物視覺系統的成像由視野場景中發生的事件觸發，且生物視網膜具有寬動態響應范圍、超低功耗以及異步傳輸等特點，這為仿生視覺系統的研究提供了全新的思路。隨著物聯網、自動駕駛以及安防等領域的快速發展，它們對高速動態圖像傳感器的需求也日益提升。近些年，針對這些需求，研究人員提出了一種用于采集高速動態信息的類視網膜相機，成為了一大熱點研究方向。類視網膜相機的工作原理模擬了生物視網膜事件驅動型的采集方式及異步型的傳輸模式，為動態視覺成像提供了硬件基礎。綜上，該類傳感器的研究具有十分重要的科研意義和深遠的經濟價值。

以酶類結構的金屬卟啉為催化劑，模仿生物氧化歷程，突破溫和條件下高效、專一活化氧氣的技術難 題，實現高附加值含氧有機化物的合成，并致力于實現該技術的工業應用，填補國內外技術空白，從本質 上解決化工領域氧化過程的安全隱患。

項目簡介 本成果是一種用于農作物秸稈或牧草方草捆自動打結裝置，能夠模擬人手雙指將送 繩機構送上的繩子夾持，并完成捆扎打結所需的搭繩、夾繩、繞繩、咬繩、割繩和脫扣 動作，實現對壓實草捆的自動捆扎和打結。本成果比進口打結器結構簡單，便于加工， 制造成本低，可用于方草捆打捆機的自動打結。該成果完成了樣機試驗階段，專利號： 201110001685.8。 性能指標 （1）成結率≥99％ （2）打結

（專利號：ZL 201410446620.8） 簡介：本發明公開一種仿生撲翼飛行器升力測試裝置及測試方法，屬于撲翼飛行器技術領域。該發明主要包括連接軸、擺桿、斜桿、支架、大齒輪、小齒輪、立柱、底盤、傳感器、發送器等；其中：連接軸、擺桿和立柱的軸線位于同一平面內，連接軸固定在擺桿的下端，擺桿的上端與斜桿下端鉸接，斜桿上端與大齒輪固定聯接，大齒輪由軸承支承在支架的立軸上，并與電機軸端的小齒輪保持嚙合，支架、立柱和底盤連接形成固定機架，發送器安裝在傳感器的尾部。傳感器測量擺桿相對于斜桿的角位移，由數學模型計算出對應的升力。本發明具有結構緊湊，占用空間小測量范圍大，測量準確度高，測試時模型安裝方便，操作簡單等優點。

450mm×250mm×300mm，八大行星模型，大致區分大小（直徑），有公轉軌道，可手動操作。

本發明公開了一種具有模式轉換功能的防風防浪型仿生水黽機器人，包括布置在主體底板周圍的四條支撐腿，每條支撐腿包括：橫向支撐腿，一端與主體底板橫向轉動鉸接；縱向支撐腿，一端與橫向支撐腿的自由端縱向轉動鉸接；漂浮支撐腿，頂部與縱向支撐腿的自由端連接；所述仿生水黽機器人還包括保持主體底板、橫向支撐腿和縱向支撐腿之間相對位置的保持部件，以及用于驅動橫向支撐腿相對主體底板橫向轉動、驅動縱向支撐腿相對橫向支撐腿轉動的第一驅動部件；本發明通過調整支撐腿的位置和形態，從而改變機器人的姿態和模式，可以更好的適應自然環境；在風浪較大時，調整成平穩模式，抵御風浪的侵襲；在風浪較小時，調整成前進模式，行進阻力小、運動靈活。

MarsCat火星仿生貓是大象機器人自主研發的世界首款AI仿生機器貓。作為一款結合「AI技術」與「仿生設計」的未來型產品，MarsCat火星仿生貓兼具科學與技術魅力，致力于成為一款「家庭機器人」，一個可以陪伴你、給你驚喜的寵物機器人。 MarsCat火星仿生貓滿足多個場景需求，包括商業展示、高端酒店客居陪伴、醫院康復、科學研究等；支持個性化定制服務，可滿足特殊功能的需求開發，也可基于仿生學、機器人學、人工智能技術進行相關行業的解決應用方案。 產品特性 開源編程 四核樹莓派軟件編程，可二次開發 提供Python、OpenCV開源接口 展示服務 配套完整的解決方案，商業吸睛神器 充電樁/貓碗/貓窩皆可選，設施完備 定制開發 自主選擇，支持用戶定制服務 滿足特殊功能的個性化開發需求 應用場景 MarsCat滿足多個場景需求，包括商業展示、高端酒店客居陪伴、醫院康復、科學研究等；支持個性化定制服務，可滿足特殊功能的需求開發，也可基于仿生學、機器人學、人工智能技術進行相關行業的解決應用方案。 海內外各大媒體競相報道 聯系我們：深圳市大象機器人科技有限公司 官網：https://www.elephantrobotics.com淘寶官方旗艦店：https://shop504055678.taobao.com/?spm=a1z10.1-c-s.0.0.2b0e58e7PY8UhV電話：+86 (0755) 8696 8565/+86 181 2384 1923地址：深圳市福田區華強北電子科技大廈D座智方舟國際智能硬件創新中心D403 D504 D505

本產品屬于嵌入式實時系統應用及機器人機電控制領域，高效、敏捷、可靠地構建適應各行業需求的控制系統體系，減少（甚至避免）重復開發，增強系統中各部件的可重用性；控制軟件的分層體系，可以降低機電系統的設計難度，同時也要滿足系統對實時性的要求。工業機器人控制系統對可靠性、實時性、抗干擾能力要求高，而且必須適合工業現場使用。因此，針對機器人控制器在工業機器人方面的特殊要求，一個基于μC/OS-Ⅱ內核的強實時系統，可以在單一處理器上實現大量的插補運算和譯碼任務，并且嵌入式的控制器可實現實時高性能的工業機器人運動規劃與控制。可用于搬運、焊接、上下料、噴涂等典型機器人產品的集成開發，滿足產業化對系統性價比的要求。

本項目設計了一種特殊多連桿機構，能通過腕關節屈伸產生的自身力源，來實現簡單抓取動作的仿人型截肢者用假手。該假手可以用于掌部截肢者，在外觀、結構、運動功能等方面進行了仿人化設計，目的是提供一種接近人體手指正常運動功能的佩戴式機械仿真手指裝置。它不但具備了人體手指的屈伸運動功能，而且還具備了抓握、拿捏功能，其裝置小巧，外形接近人體手指大小，適合佩戴在殘缺了的手上。

模仿動物的仿生機器人為人類探索生命規律、解決相關科學問題提供了新方法和途徑，在管道檢測、地形偵察、家庭服務及教育等方面具備廣闊的應用前景，已被列為各經濟大國國家發展戰略的重要研究方向之一。現有仿生機器人研究取得長足進步，但是在微小尺度內實現多模態運動、多傳感器集成等方面存在諸多挑戰。鼠類兼具體型小巧、姿態多樣、適應性強、社交復雜，為仿生機器人研究提供了很好的創新思路。本課題組以鼠類作為仿生對象，突破了微小型仿生機器人多關節靈巧設計與系統集成關鍵技術，研制成功了集成度高、運動協調能力強的仿生機器鼠，機器鼠具有以下基本特點： 1）在形態及尺寸（188×55×75 mm3）上十分接近真實鼠，擁有類似真實鼠的運動特征，具備12個主動自由度，采用腿足結構，基于行走、小跑、雙足跳躍等步態控制，可以適應多種復雜地形，實現從屈膝到站立、直行、扭轉、匍匐前進等多種仿生運動模擬； 2）通過融合多種材料（硅膠、ABS樹脂）及現代加工方法（線切割、激光加工、MEMS）優化機構設計，高度集成了控制、驅動、無線通訊、感知等模塊，實現了系統設計的高度集成化、小型化、輕量化，所有模塊加在一塊總重量不超過250克； 4）結合視觸覺傳感系統，研制出了rat-brain控制系統，利用AI技術可識別當下環境中的物體，感知觸碰物體表面的粗糙度及紋理特征，以及即時定位與地圖重建。利用無線通信技術，在保證控制實時性的同時，可通過多機器鼠集群控制實現大規模在線任務規劃。