项目成果/简介:旋翼无人机成功实现了把“人的眼睛”带到空中，在民用消费等领域得到广泛应用。本项目突破了多关节机械臂与旋翼无人机集成技术，实现把“人的眼睛和手臂”带到空中，把无人机的能力从“非接触观测”提升到“接触作业”，从而极大地拓展无人机的应用领域。项目以人工智能技术为基础，将其与飞行机械臂系统相结合，重点突破模块化可重构超轻型机械臂设计、复杂耦合系统的稳定性、动态非结构环境感知与理解、自主作业技能学习与发育、协同优化行为决策与优化等核心技术，研制出多轴电动无人机+单机械臂、单旋翼带尾桨无人机+双机械臂两种产品样机，实现其自主作业，为后续产品、产业化奠定基础。本成果对于我国打造无人机新的产品形态、推进无人机产业的持续发展、进而抢占无人机技术产品产业的国际制高点具有重要意义；同时，作为典型军民两用产品，这种新技术具有巨大的军民融合发展前景。项目阶段:已成功研制出样机系统、开展飞行试验效益分析:本项目最大特色在于将机械臂技术与飞行机器人技术相结合，实现了空中自主作业。完全突破了目前无人机只能完成非接触、观测类任务的局限，是无人机领域一种全新的产品形态、也非常有可能成为一种新业态。多自由度机械臂与无人机相集成（如下图所示），机械臂的运动、甚至和外界环境相杰出，都给飞行器的控制带来极大挑战；同时，要实现其对空中、地面的动目标进行识别、跟踪、捕获等作业，都需要很高的自主行为能力；相关的控制技术是本项目的亮点。

旋翼无人机成功实现了把“人的眼睛”带到空中，在民用消费等领域得到广泛应用。本项目突破了多关节机械臂与旋翼无人机集成技术，实现把“人的眼睛和手臂”带到空中，把无人机的能力从“非接触观测”提升到“接触作业”，从而极大地拓展无人机的应用领域。项目以人工智能技术为基础，将其与飞行机械臂系统相结合，重点突破模块化可重构超轻型机械臂设计、复杂耦合系统的稳定性、动态非结构环境感知与理解、自主作业技能学习与发育、协同优化行为决策与优化等核心技术，研制出多轴电动无人机+单机械臂、单旋翼带尾桨无人机+双机械臂两种产品样机，实现其自主作业，为后续产品、产业化奠定基础。本成果对于我国打造无人机新的产品形态、推进无人机产业的持续发展、进而抢占无人机技术产品产业的国际制高点具有重要意义；同时，作为典型军民两用产品，这种新技术具有巨大的军民融合发展前景。

本实用新型涉及一种深海自主采样器。本实用新型包括直线电机组、连接板、支撑筒、采样筒端盖、盖板阀组、采样筒；其中，直线电机组安装在采样筒外壁上，并且和支撑筒通过连接板连接；支撑筒穿过盖板阀座上的通孔，将盖板体压紧在一边；采样筒端盖与采样筒连接；盖板阀组通过轴肩定位固定在采样筒端盖和采样筒之间。本实用新型能够独立、自主地完成水样的保真采集，具有结构简单、自主性强、拆卸方便、密封可靠的特点。

艾维虚拟化软件基于X86硬件平台，采用了基于内核的KVM虚拟化的技术，提供包括虚拟机迁移、虚拟网络、HA、计算与存储资源动态调整等功能，可用于创建按需、弹性、实现自我管理且可以作为服务进行动态分配的云计算虚拟基础架构。艾维虚拟化软件既可以作为搭建私有云与公用云计算平台核心软件，也可以与高端服务器中集成并形成集计算、存储、虚拟化和云平台于一身的云一体机。云一体机具有预置的虚拟化、集群存储和云管理平台，自动化的交付部署和管理虚拟资源，并通过预置的虚拟化快照、迁移等功能可以保证业务的连续性和高可用性，对关键数据提供磁盘，卷及节点级别的多层次冗余保护。 主要性能指标：1. “北斗二号”兼容芯片组具有自主知识，可广泛应用于铁路、电信以及军事等关系国计民生、国家安全等领域；2. 性能评测指标接近业界顶尖公司VMWARE产品；3. 分钟级千台虚拟机部署、多层次的虚拟化安全、超高速虚拟化存储等分项技术领先。应用领域：国防、军工、政府等需要国产自主可控核心软件的客户；为避免供应商绑定，愿意低成本的虚拟化产品的客户。

1. 痛点问题 新冠肺炎疫情已经在全世界范围蔓延，现有病毒感染检测手段主要通过咽拭子采集的样本进行核酸检查。然而咽拭子样本采集是传染风险系数极高且需要一定操作技巧的过程。采样中被采集者需张口暴露咽喉部位，采样咽喉区域是病毒相对集中的区域，被采集者用力呼吸、咳嗽等可产生大量飞沫或气溶胶，可能导致采样区域内人群的交叉感染；而采样医护人员近距离采集咽拭子，需进行三级防护（穿防护服、戴护目镜、戴手套），导致操作不便，增加了工作强度，减少了采集动作的准确度；特别是长时间工作而引起的医护人员疲劳，导致采样的有效性降低，增加了漏检的风险。并且为了有效的遏制传染风险，采集任务通常要求短期内迅速完成，采集时段非常集中，采集工作量极大，容易导致采集质量的参差不齐，从而影响对病情的判断。 2. 解决方案 本项目研制实现了全自动咽拭子采集机器人，避免医护人员在新冠肺炎病毒样本及其它呼吸道病毒采样过程中感染。系统将人工咽拭子采集过程中的被采集者信息识别、咽拭子采集、密封、贴标等过程实现全自动化。该系统在采样过程中能够进行采样力检测反馈，咽部组织接触力感知能力，在人的口腔内通过深度图像进行口腔内部咽部采样区域进行精细定位，能根据采样位置变化而自行调整，并且能控制合适的采样力度，实现咽拭子的精准柔顺采集。 合作需求 寻求在医疗器械领域有相关技术开发、市场推广经验，能推广本技术落地的高科技企业，可以进行深度合作。

本项目产业化的市场定位为便于携带、操作性强、可进行编程及二次开发的教育行业。RoboLab-Edu自主仿生机器鱼以热带盒子鱼为原型，采用单关节仿生尾鳍取代无刷推进器，有效降低设备运行噪声的同时节省了能量消耗；设备外壳采用光敏树脂材料3D打印制成，兼具轻便度与硬度；通过重力滑块机构实现设备的上浮下潜，控制更为灵活，具有水下图像识别、水声通信、路径规划等多种智能功能，最大下潜深度可达60m。 此机器鱼的主要特点： 1.节能高效：采用单关节仿生尾鳍作为动力源，利用反卡门涡街的驱动原理，仿生推进效率高达80%； 2.仿生设计：模拟热带盒子鱼的外形与游动方式， 机动性强，有效降低对水下环境的扰动； 3.安全可靠：采用整体开放，局部密封的设计， 配备红外避障传感器及照明灯，具有低电量返航、失联返航等功能； 4.二次开发：预留防水航插接口，可搭载PH、温度等外接传感器，开发新的功能。

通过在公交车相关位置安装各种传感器安装，建立公交车环境感知系统。根据环境感知系统信息，结合 GPS 导航数据，根据本车自身行驶状态并结合规划路径，利用深度学习训练的驾驶模型计算出车控数据，作出准确的行驶路径规划。

针对无人机面临的网络与系统层面的安全威胁，在 GF 基础科研、装备预研项目等重大项目支撑下，研发了具有完全自主知识产权的无人机安全防护系统，从无人机系统安全、无人机通信安全、无人机应用安全三大安全需求出发，突破了飞控形式化建模及代码自动生成、安全形式化验证、可信计算、区块链等关键技术，发明了满足安全与安保需求的飞控系统代码自动化生成技术，实现了符合实时性要求的无人机飞控系统安全性验证与运行监控，实现构建了“开发 - 运行 - 维护”的飞控系统全生命周期的一体化一体化无人系统安全防御体系。 截止目前，无人机安全防护系统已经历技术研发、原理样机开发两个阶段，技术成熟度达到 4 级，相关技术已应用于国产大飞机 C919、国产嵌入式操作系统“天脉”，持续深入推进军民融合协同发展。 主要技术指标 在无人机飞行控制系统开发阶段，从安全与安保需求出发，支持对无人机飞控模块进行形式化建模及关键软件组件的代码自动化生成，并且对自动生成的飞控核心代码进行自动化及组合验证，覆盖率不小于 90%；在运行阶段，基于可信计算及分区隔离技术，无人机安全防护系统的动态安全事件响应速度小于 500ms；并且，针对无人机集群以、无人机与地面站通信两种应用场景，支持机 - 站接入认证及批量认证、机群群组密钥管理，安全性至少达到 80bit 安全。

针对微型无人机，由于载荷的限制无人机本身不能承担地面标识位置解算等繁杂大量的计算以及无人机在运动过程中图像特征提取精度不高导致地面标识位置解算精度有待提高，因此考虑将辅助降落/回收系统嵌入到地面回收基座中，从而辅助无人机安全降落。

产品详细介绍 一、中国无人机行业发展现状、前景及趋势分析     1.1 中国无人机发展现状     中国2014年无人机销量约2万架，其中军用无人机约占1.4%，民用无人机占98.6%，预计到2020年中国无人机年销量将达到29万架。受低空逐步开放的利好，国内民用无人机发展非常迅猛，未来几年将保持50%以上的增长，2014年中国民用无人机销售规模已经达到40亿元。     中投顾问发布的《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》中指出2015年，国内的无人机市场依然火热。包括研发、生产、运营在内，我国目前有300家至400家民用无人机企业，从业人员超过万人。未来我国需要1万多架民用无人机，以此简单计算，未来市场空间高达500多亿元。     1.2 无人机行业发展前景     无人机被称为“空中机器人”，从1917年第一架无人机诞生到现在近100年时间，无人机技术持续进步，尤其是微电子、导航、控制、通信等技术，极大地推动了无人机系统的发展，促进了无人机系统在军事和民用领域的应用。     2015年9月3日中国的阅兵展示了3款无人机，让民众过足了眼瘾。据美国、以色列未来战机规划，未来无人机将超过有人机。我国军用无人机紧随以美国、以色列为首的第一梯队之后，处于第二梯队，发展空间巨大。     民用无人机拥有规模不亚于军用无人机的巨大市场。未来的无人机将集成更多的机器人技术和更先进的算法，装备更多的传感器，加载更多的任务载荷设备，接入外部网络，智能化地完成各种复杂的任务。     民用无人机用途极为广泛，未来市场主要集中于农林植保、影视航拍、电力巡检、水文监测、城市巡检、快递派送等领域。借鉴美国对民用无人机监管逐步放松的历程，以及国内民用无人机政策的规范和低空空域改革的深化，我国民用无人机行业将呈现爆发式增长。     智能化趋势     未来无人机应该是智能化的，而不仅仅只是听从人类指令而被动行动的玩具。未来战场瞬息万变，战机往往梢纵即逝，因此，一架具有主动判断能力和卓越战场感知能力的智能化无人机就能在站场上迅速取得先机，从而赢得战争胜利。     隐身化趋势     现代防空武器的迅速发展，对无人机的隐身性能及机动性能提出了更高的要求。为提高无人机的机动性能和战场生存能力，未来无人机需要朝着隐性化，微型化方向发展。特别是翼展不超过15厘米的特微型无人机，携带方面，战术灵活，可以在提高生存能力的大大增强战争侦察、渗透能力。     集成化趋势     未来无人机正朝着系统集成，综合传感方向发展，增强无人机的通用性。未来无人机不将再有明显的分类，一架无人机就能完成侦察/探测/打击/评估等一体化任务。同时，针对未来一体化战争趋势，无人机数据链可以与有人战斗机迅速分享，各自分工，应对不同任务的需要。未来的无人机系统更强调高度集成化，以满足灵活多变的作战任务需求。     民用化趋势     根据《美国陆军无人机系统路线图（2010-2035）》，无人机在军用领域的应用范围将进一步扩展至C3I指挥控制、空战、加油、空运等更多类型的作战任务，逐步对有人驾驶飞机形成替代。而在民用领域，随着对无人机应用价值认知程度的加深，无人机在遥感测绘、边海防、森林防火、管道巡线、警务执法等方面的应用已开始起步，并呈现出迅猛发展之势。未来，全球民用无人机的市场需求将以年均近30%的速度快速递增。   二、开展无人机应用技术专业的必要性     作为信息时代高技术含量的产物，无人机已成为世界各国加强国防建设和加快信息化建设的重要标志。众多发达国家和新兴工业国家，无不重视无人机的研究、发展和应用。当前，除了在军事上广泛应用，无人机在警用、气象、农林，甚至勘探等民用领域也大显身手，诸多无人机发展领先国家已将其作为推动新兴产业发展、满足社会经济活动需要的重要手段和重点选择。2014年以来无人机的发展速度堪称迅猛，国内无人机生产企业已超过400家，从业人员突破10万，占据了全球70%的无人机市场。随着我国加快推进实施“中国制造2025”，无人机产业将会成为未来市场焦点。市场研究机构IDC预测，2019年中国市场消费级无人机出货量将达到300万台，较2016年的39万台实现大幅增长。未来3年,无人机将会应用到更广泛的领域，其中航拍无人机的出货量有望增长七倍以上。目前，中国无人机市场尚未成熟，对于希望进入此领域的无人机制造商来说，中国市场前景广阔。同样对于中高职院校来讲，基于无人机的广阔发展前景及应用市场，开设相关专业课程及培养无人机操控人员和检修人员也迫在眉睫，适应社会发展需要。 针对目前国内无人机市场才人缺失的情况及无人机应用技术专业的教学空白,公司集聚一批多年从事无人机研发、制造以及无人机驾驶员培训的专业人员,成功开发出了一系列适合中高职院校教学的无人机模拟飞行软件、无人机教学专用设备、无人机科普创新展示设备和装配维修维护实训平台等,同时开发了与之配套的适合中高职、本科院校教育的无人机专业人才培养方案、师资培养方案、专业教材、课程设置、教学计划、校企合作方案等,已逐步在国内多家中、高职院校展开推广,对于学校的教学质量评估、院校升级评估都起到了促进作用,深受广大院校的好评。   三、弗莱茵教学专用无人机特点 ●安全是首位,包括人员安全、无人机设备安全、弹射装置的安全使用、电池的安全使用、训练场地的安全、教员的安全应急措施等； ●必须采用开源飞控系统,使得学生能通过自己编程、调整参数,学习和掌握无人机飞行控制技术； ●要求无人机结构简介,各功能部件模块化设计,便于学生学习、理解、掌握； ●教练机必须耐摔且维修方便,出现故障后学生可以学习自己维修、维护,使飞机重返蓝天； ●测试设备、专用工具、飞机配件齐备,便于学生在反复动手中体验、实践； ●具备教练驾驶模式,教员全程监管、应急,避免事故发生。