中文摘要：

(1）提出了一种仿人机器人的步行运动规划和复杂动作设计方法，建立了基于传感反射的步行控制方法。近10年来在国际著名期刊和会议上发表论文120 余篇，SCI、EI 收录73篇。其中，在国际机器人方面的著名期刊IEEE T-RA 发表的步态规划方法的论文单篇SCI 引用49 次，是近10 年来该刊发表的两足仿人机器人方面论文中单篇SCI 引用次数最多的论文，得到国际同行的公认。获2004 年IEEE ICIMA、2005 年IEEE IROS、2007 年IEEE ROBIO 著名国际会议优秀论文奖。 (2)申请发明专利35 项，已授权6 项。研制的具有自主知识产权的"汇童"仿人机器人功能和指标"达到了国际先进水平，在武术等复杂动作协调控制方面处于国际领先水平"(由多位院士组成的鉴定会用语)，被选为国家"十五"重大科技成就之一。"汇童"机器人及其相关部件已开始应用，打破了日本垄断。

结论摘要：

仿人机器人具有强耦合、非线性等特点，在运动中由于脚面支撑范围小、着地时冲击力大等因素，导致仿人机器人容易摔倒，是一个本质不稳定的复杂动力学系统。仿人机器人保持平衡的快速反应、全身协调运动是国际上的挑战性难题，也是仿人机器人走向实际应用必须攻克的问题。本项目从仿生学角度出发，研究基于人体运动规律的仿人机器人运动规划与控制，以期建立仿人机器人感知快速反应、全身协调运动的理论基础。本项目进展顺利，完成了预期任务，取得了以下显著成果 1.从仿生学角度出发，研究人体运动规律，提出了仿人机器人与人体运动的相似性评价等方法，定量地从空间与时间两方面评价机器人动作与人体动作的相似程度，提供了仿人机器人复杂动作设计的理论依据。相关成果获2010 ICAL 国际学术会议优秀论文提名奖，在2012 IFToMM国际学术会议上作大会报告。 2.提出了基于人体运动规律的仿人机器人运动规划设计方法，通过几何学与动力学匹配运动优化方法，无需建立和求解复杂动力学方程，实现了一种平稳、自然的运动。仿人机器人行走最大关节力矩减小50%，最大关节速度降低60%。相关成果获2011 ICMA国际会议优秀论文提名奖，在2013 ICSR国际学术会议作大会报告。 3.在国际上率先开展了基于视觉伺服的快速反应全身协调运动研究，提出了基于人体规律的高速视觉伺服灵巧动作控制方法、全身协调自主反应与动态平衡控制算法。研制的仿人机器人能自主反应对打乒乓球，回合数达200余次，作为重要成果入选国家高新区建设20周年成就展，IEEE Spectrum评价所研制的仿人机器人能够胜任多种作业。 本项目提出了一种仿人机器人全身协调运动及动态平衡的新方法，为仿人机器人快速反应运动提供了理论基础，实现了仿人机器人高度感知与运动控制能力的实验验证，发表和录用SCI国际期刊论文12篇、发表EI收录论文21篇，申请国家发明专利16项，已授权6项。项目期间，在国际交流、人才队伍、研究平台等方面取得进展，与日本早稻田大学等国际一流团队建立了稳定合作机制，获批国家自然科学基金重大国际合作研究项目1项、“万人计划”第一批科技创新领军人才1名，获批建设“仿生机器人与系统”教育部重点实验室，获批“仿生机器人技术与系统”科技部重点领域创新团队。研制的伺服驱动与控制核心单元在日本早稻田大学等国际知名仿人机器人实验室应用。