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智能機器人在服務國家重大需求，引領國民經濟發展和保障國防安全中起到重要作用，被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”。隨著新一輪工業革命的到來,世界主要工業國家都開始加快機器人技術的戰略部署.而智能機器人作為智能制造的重要載體，在深入實施制造強國戰略，推動制造業的高端化、智能化、綠色化過程中將發揮重要作用。本文從智能機器人的感知與控制等關鍵技術的視角出發，重點闡述了機器人的三維環境感知、點云配準、位姿估計、任務規劃、多機協同、柔順控制、視覺伺服等共性關鍵技術的國內外發展現狀。然后，以復雜曲面機器人三維測量、復雜部件機器人打磨、機器人力控智裝配等機器人智能制造系統為例，闡述了機器人智能制造應用的關鍵技術，并介紹了工程機械智能化無人工廠、無菌化機器人制藥生產線等典型案例。最后探討了智能制造機器人的發展趨勢和所面臨的挑戰。

當前，數字經濟方興未艾，智能化、網聯化、柔性化制造加速推進。人工智能、云計算、大數據、新材料、微電子、工業互聯網、工業視覺等技術的進步，為機器人的高度智能化奠定了基礎。機器人作為多學科交叉的新興門類，將是發展前景廣闊的朝陽產業。相信，發揮好機器人的撬動作用，不僅能讓制造業提質增效，還有望開辟新領域、新賽道，為制造業發展創造新機遇。本期將分享中國科學院丁漢院士對機器人化智能制造的研究進展，以及對未來發展趨勢的展望。

隨著企業的生產轉型、人力成本的不斷提升以及人工生產弊端的不斷涌現，人工已不能滿足市場的更高需求，特別是在某些制造精度較高的地方，人工的質量幾乎無法滿足生產要求。面對市場上日益激烈的競爭，直角坐標機器人應運而生。直角坐標機器人作為市場應用中最為常見的機械裝置，由于其高精度、高負載、高性價比等優點，被廣泛應用于搬運、碼垛、噴涂等工業生產領域。三菱Q系列PLC及QD75P2N定位模塊組成控制系統，配合插補運算進行直角坐標機器人路徑分析，并可在X/Y軸上實現線性運動。

為解決巡檢機器人在高壓電纜隧道狹窄環境中運行時無法識別可通行路徑并自主規劃前進路線的情況，本文提出一種基于雙目視覺的導航方法。雙目攝像機掃描隧道內點云數據，然后抽幀并通過點云精簡方法對點云數據進行簡化。之后根據相鄰點的位置計算各點的法向信息，而后經過K-Means聚類算法提取法向量相近的點集分割出水平面點云。由于無法區分步道平面和兩側水平地面，因此再以水平面點集的高度值用K-Means聚類做一次二分類用加以區分。在最終點集中提取左右邊界并計算中心線，通過擬合得到步道走向信息。最后通過分析擬合曲線在圖像中下端點與攝像頭視覺中線的關系以及下端點切線與視覺下邊界的關系解算出機器人當前所處位置以及前進修正信息。

在制造類企業的生產過程中，對相關成品的碼垛具有重要的工藝要求。在成品貨箱重量大、碼垛速度要求高的情況下，碼垛工作的人工勞動強度大、生產效率低 。隨著生產規模的擴大，借助工業機器人完成碼垛任務，能提高企業生產中碼垛作業的效率和質量，加快物流速度。

鐵路在國家經濟和社會發展中占有重要地位，推廣應用機器人技術是實現鐵路智能建造的重要途徑。本文圍繞軌道、道路、站房、隧道等場景的施工，以及鐵路設備制造、運維等典型作業任務，介紹了國內外鐵路建設領域機器人技術及應用現狀，并結合鐵路施工的難點問題， 對鐵路建設機器人的發展方向進行了分析，最后介紹了本研究團隊在相關領域的研究成果。

繩牽引并聯機器人采用繩索作為驅動，具有慣性小、運動空間較 大、動態性能良好等優點，成為一種新的機構。其中，欠約束繩牽引并聯機器人繩數量少于自由度數，運動具有不確定性，在康復醫療、飛行器試驗等方面具有一定應用潛力。其運動學分析與控制是應用中的核心技術問 題，如何高效地求解運動學問題和實現高精度運動控制是研究熱點。本文針對欠約束繩牽引并聯機器人的發展現狀，對其運動學分析與控制方法的進展進行了細致分析和總結。最后，對欠約束繩牽引并聯機器人的未來研究方向進行展望。

雙臂協作機器人是當今機器人學科研究的一個熱點方向，是實現 柔性生產、智慧制造的關鍵技術之一。本文介紹了工業、服務、軍事及 特種應用的雙臂協作機器人研究現狀，討論了熱點研究問題，對雙臂協 作機器人的未來研究方向進行了探討。

制造業的轉型升級對機器人的部署效率提出了很高的要求，現有的示教盒編程模式適合于對簡單作業的位置和軌跡示教，難以快速實現制造業中大量裝配作業的示教。而機器人演示編程技術能夠使機器人系統直接從人的演示操作中提取有效信息，并將該信息轉化為機器人的運動程序，從而使機器人完成相應的操作，能夠大大加快機器人部署的節奏。本文結合制造業的發展需求，總結了機器人演示編程技術的國內外研究現狀，并介紹本課題組在機器人演示編程技術方面的工作，最后探討了機器人演示編程技術未來的研究方向。

研磨和鏟刮工序是機床工具行業必不可少的加工工藝，其加工質量對機床的品質影響很大。除去勞動力成本考慮，僅從研磨和鏟刮工作技能經驗及年輕人從事該工種意愿情況來看，該工種從業人員已嚴重不足。隨著制造業的快速發展，各行業生產對機床加工的需求量迅速增長，應用“機器替人”解決企業生產瓶頸也將是發展趨勢。本方案結合企業用工情況和機器人智能技術，致力于實現鏟刮與研磨工序的無人化作業，減輕工人的勞動強度、提高產品質量和生產效率。