智能多機(jī)異構(gòu)開放硬件平臺(tái)建設(shè)需求一、項(xiàng)目背景隨著人工智能、機(jī)器人技術(shù)以及多模態(tài)感知交互技術(shù)的飛速發(fā)展，具身智能作為一種新興的跨學(xué)科研究領(lǐng)域，正逐漸成為全球科技競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。為實(shí)驗(yàn)室提供多樣化的硬件支持，以滿足不同尺寸和應(yīng)用場(chǎng)景下的人形機(jī)器人研究需求，決定搭建異構(gòu)多機(jī)平臺(tái)。具體而言，智能多機(jī)異構(gòu)開放硬件平臺(tái)能夠支持從基礎(chǔ)的運(yùn)動(dòng)控制研究到復(fù)雜的感知交互和自主學(xué)習(xí)算法的開發(fā)。例如，在運(yùn)動(dòng)控制方面，平臺(tái)可以用于測(cè)試和優(yōu)化人形機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃、平衡控制以及多關(guān)節(jié)協(xié)同運(yùn)動(dòng)等關(guān)鍵技術(shù)；在感知交互領(lǐng)域，平臺(tái)能夠集成多種傳感器，如視覺、聽覺、觸覺傳感器，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與環(huán)境的自然交互；在自主學(xué)習(xí)方面，平臺(tái)可以為強(qiáng)化學(xué)習(xí)、模仿學(xué)習(xí)等算法提供物理載體，幫助研究人員探索機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的自主決策能力。本平臺(tái)的建設(shè)將緊密結(jié)合大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)學(xué)院的教學(xué)與科研需求，助力學(xué)院在智能機(jī)器人領(lǐng)域構(gòu)建與產(chǎn)業(yè)接軌的實(shí)踐環(huán)境，平臺(tái)能夠?yàn)閷W(xué)生提供真實(shí)的項(xiàng)目實(shí)踐機(jī)會(huì)，培養(yǎng)面向未來的智能機(jī)器人技術(shù)人才。二、貨物清單（一）貨物總清單序號(hào)采購(gòu)計(jì)劃編號(hào)貨物名稱數(shù)量單位備注財(cái)政預(yù)算限額(元)1智能多機(jī)異構(gòu)開放硬件平臺(tái)1套（二）貨物清單明細(xì)序號(hào)采購(gòu)計(jì)劃編號(hào)貨物名稱數(shù)量單位備注1多感知機(jī)器人1臺(tái)2小型具身機(jī)器人2臺(tái)3靈巧機(jī)器人1臺(tái)4中型類人形機(jī)器人1臺(tái)5中型機(jī)器狗3臺(tái)6大型負(fù)載機(jī)器狗1臺(tái)7機(jī)械臂1臺(tái)8智能感知設(shè)備2臺(tái)三、具體技術(shù)要求序號(hào)貨物名稱配置和技術(shù)規(guī)格要求1多感知機(jī)器人1.1產(chǎn)品形態(tài)：雙足仿人形機(jī)器人，身高≥63cm。1.2自由度：全身≥22個(gè)自由度，包括頭部≥2個(gè)自由度，手部≥6個(gè)自由度，肩部≥2個(gè)自由度，胯部≥2個(gè)自由度，腿部≥10個(gè)自由度，要求整機(jī)無輪式結(jié)構(gòu)。1.3舵機(jī)：（1）至少有10個(gè)舵機(jī)：堵轉(zhuǎn)扭矩≥7n·m；馬達(dá)：空心杯馬達(dá)；通訊速率≥1Mbps；（2）≥4個(gè)舵機(jī)：堵轉(zhuǎn)扭矩≥4n·m；馬達(dá)：空心杯馬達(dá)；通訊速率≥1Mbps；（3）≥6個(gè)舵機(jī)：堵轉(zhuǎn)扭矩≥1n·m；馬達(dá)：鐵芯杯馬達(dá)；（4）≥2個(gè)舵機(jī)：堵轉(zhuǎn)扭矩≥0.5n·m；減速箱齒輪：銅齒。1.4默認(rèn)行走速度：≥7cm/步；≥10cm/s。1.5仿人形機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)上下樓梯、走梅花樁、自平衡、聲源定位、人臉識(shí)別、語音交互及語音控制、S形路徑規(guī)劃等功能。1.6內(nèi)置主機(jī)參數(shù)：≥NUC；CPU：≥第八代i3；內(nèi)存：≥DDR48G內(nèi)存；存儲(chǔ)容量：≥120GSSD。1.7下位機(jī)控制板：≥STM32。1.8電池：容量：≥3900MAh；電壓：≤12.6V；持續(xù)放電倍率：25C/30C。1.9擴(kuò)展接口應(yīng)支持：DC電源口、網(wǎng)口、HDMI接口、磁吸接口、USB接口（主板：USB2.0≥1、USB3.0≥3；外漏接口：USB2.0≥1、USB3.0≥1）。1.10攝像頭：應(yīng)配置雙攝像頭，包括一個(gè)攝像頭和一個(gè)結(jié)構(gòu)光深度攝像頭。攝像頭視場(chǎng)角：≥70度；攝像頭視野范圍：?jiǎn)文繑z像頭視野范圍在地面腳的前部。景深/紅外：每秒60幀時(shí)，分辨率達(dá)到或≥640X480；RGB（紅綠藍(lán)）：每秒30幀時(shí)，達(dá)到或≥1080P。1.11傳感器：（1）機(jī)器人內(nèi)置的傳感器至少含以下部分：結(jié)構(gòu)光深度攝像頭、激光距離傳感器、3軸陀螺儀、3軸加速度傳感器、腳底壓力傳感器；（2）機(jī)器人外接的傳感器套裝至少包含以下部分：火焰?zhèn)鞲衅鳌⑷梭w紅外傳感器、溫濕度傳感器、觸摸傳感、光敏傳感器、刺激性氣體傳感器、風(fēng)扇等，所有外接傳感器通過磁吸連接方式，可以在機(jī)器人上直接插拔使用。1.12應(yīng)具有揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)：頭部mic數(shù)量≥6個(gè)，支持聲源定位。1.13軟件與系統(tǒng)需求：（1）系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)達(dá)到或≥LinuxUbuntu16.04LTS64bit，需支持內(nèi)置環(huán)境的更新。（2）機(jī)器人操作系統(tǒng)：≥ROSKinetic，需支持系統(tǒng)更新、開發(fā)和升級(jí)。（3）軟件環(huán)境要求支持：C/C++、Python2.7/Python3.5+、Opencv、Opencv-Python、RealSense?SDK2.0、TensorFlow；需支持機(jī)器人動(dòng)作、視覺識(shí)別、路徑規(guī)劃、步態(tài)算法等多種類型的開發(fā)，且支持軟件系統(tǒng)的二次開發(fā)。（4）軟件要求支持Windows、IOS系統(tǒng)。1.14配套紙質(zhì)教材：教材內(nèi)容應(yīng)包含機(jī)器人概述、Python編程基礎(chǔ)、ROS使用概述、SLAM概述與應(yīng)用、運(yùn)動(dòng)控制、雙足步態(tài)基礎(chǔ)、人機(jī)交互。1.15人形機(jī)器人要求：提供《作品登記證書》掃描件，原件備查。1.16機(jī)器人應(yīng)適用全國(guó)機(jī)器人錦標(biāo)賽指定標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，可參加機(jī)器人及人工智能大賽機(jī)器人任務(wù)挑戰(zhàn)賽，并配套有競(jìng)賽指導(dǎo)文件。1.17提供計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記證書掃描件，原件備查。2小型具身機(jī)器人2.1體型材質(zhì):≥340mm*220mm*110mm，需采用鋁合金+PC/ABS塑膠材質(zhì)。2.2控制方式：需支持2.4G群控，支持兩種步態(tài)算法，慢走≥5厘米/秒，快走≥10厘米/秒。2.3控制器：需采用STM32核心，板載儲(chǔ)存空間≥128M，可儲(chǔ)存多個(gè)動(dòng)作組，開關(guān)內(nèi)置，充電接口內(nèi)置，帶有過載保護(hù)，可以同時(shí)控制≥17個(gè)數(shù)字舵機(jī)，支持無線通信手柄，支持姿態(tài)檢測(cè)。2.4開發(fā)平臺(tái)：需采用≥RDKX5算力平臺(tái)，CPU≥8核，搭載智能計(jì)算芯片，AI算力≥10TOPS，支持Transfomer、RWKV、Occupancy、StereoPerception等多種復(fù)雜模型和最新算法，支持搭載攝像頭。2.5編程平臺(tái)：需提供PC端軟件（兼容Windows和macOS），Linux，支持ROS和Python編程。2.6自由度：≥17個(gè)自由度，頭部1個(gè)關(guān)節(jié)，肩部1個(gè)關(guān)節(jié)（共兩只），手臂2個(gè)關(guān)節(jié)（共兩只），腿部4個(gè)關(guān)節(jié)（共兩只），腳部1個(gè)關(guān)節(jié)（共兩只）。2.7舵機(jī)：≥17個(gè)強(qiáng)扭矩伺服舵機(jī)；尺寸：長(zhǎng)≤45mm，寬≤40mm，高≤25mm；運(yùn)動(dòng)范圍：≥180°；精度：≥1°；速度：≥461°/S；減速齒輪箱結(jié)構(gòu)：4級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。2.8電池：7.4V，容量≥3190mAH。2.9音頻輸出：需配置MP3模塊和揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器≥1.5W，支持音樂播放。2.10音頻輸入：需配置無線麥克風(fēng)，實(shí)現(xiàn)收音。2.11傳感器：內(nèi)置≥3個(gè)傳感器，至少包含地磁傳感器、頭部攝像頭和胸部攝像頭，機(jī)體前胸自帶≥2個(gè)磁吸傳感器擴(kuò)展口，傳感器擴(kuò)展口均可實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)模擬輸入和執(zhí)行器數(shù)據(jù)輸出。2.12配套傳感器：機(jī)器人功能拓展，≥10個(gè)外置傳感器相互配合完成不同的場(chǎng)景任務(wù)，2磁鐵，3PIN磁吸頭。包含但不限于以下輸入模塊：火焰?zhèn)鞲衅鳎鹤R(shí)別火焰；光敏傳感器：識(shí)別環(huán)境光源強(qiáng)度；溫度傳感器：探測(cè)環(huán)境溫度；濕度傳感器：探測(cè)環(huán)境濕度；氣敏傳感器：檢測(cè)特定氣體；觸摸傳感器：感應(yīng)人體觸摸；人體紅外傳感器：感應(yīng)人的遠(yuǎn)近；碰撞開關(guān)：感應(yīng)碰撞。包含但不限于以下輸出模塊：LED燈：可實(shí)現(xiàn)常亮、閃爍等多種編程；風(fēng)扇：可實(shí)現(xiàn)編程控制轉(zhuǎn)動(dòng)。2.13攝像頭：頭部攝像頭鏡頭視野≥60度，≥500萬像素；胸部攝像頭鏡頭≥160度，≥500萬像素。2.14仿真平臺(tái)：需配套提供基于NVIDIAIsaacSim的虛擬仿真開發(fā)平臺(tái)，支持具身人工智能與機(jī)器人技術(shù)的協(xié)作研究。需具備物理真實(shí)感和圖像真實(shí)感，提供場(chǎng)景渲染與動(dòng)態(tài)仿真。主要功能需包括：多樣化場(chǎng)景創(chuàng)建、感知模型集成、行為規(guī)劃與控制算法。內(nèi)置案例：需包含人形機(jī)器人雙機(jī)智能協(xié)作型自主分類與搬運(yùn)場(chǎng)景；內(nèi)置物體資產(chǎn)數(shù)＞100個(gè)；支持與場(chǎng)景可以交互的強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法；支持搭載通用模型進(jìn)行數(shù)字仿生人交互。2.15手柄操作：尺寸：≤160mm*115mm*58mm；支持2.4G連接；要求發(fā)射頻率可修改；按鍵：≥2個(gè)搖桿，12個(gè)自定義按鍵，3個(gè)功能按鍵；模式切換：可以切換4種模式，分別為兼容模式、拳擊模式、足球模式和表演模式；可同時(shí)支持≥36個(gè)自定義動(dòng)作。2.16需配套教學(xué)資料，提供電子版基礎(chǔ)教程。2.17機(jī)器人為全國(guó)機(jī)器人錦標(biāo)賽指定標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，可參加機(jī)器人及人工智能大賽和國(guó)際自主智能機(jī)器人大賽。2.18提供獲得市級(jí)以上（含）部門或者事業(yè)單位頒發(fā)的創(chuàng)新記錄《榮譽(yù)證書》掃描件，原件備查。3靈巧機(jī)器人3.1關(guān)鍵尺寸：≥（1560+200）mm*570mm*220mm；（本體高度≥1560mm；頭的高度≥200mm?？偢摺?760mm；本體寬度：≥570mm；本體厚度：≥220mm）。3.2大腿長(zhǎng)度：≤400mm；小腿長(zhǎng)度：≤400mm。3.3大臂長(zhǎng)度：≤338mm；小臂長(zhǎng)度：≤338mm。3.4單腿自由度：髖關(guān)節(jié)*3+膝關(guān)節(jié)*1+踝關(guān)節(jié)*1=5。3.5單手臂自由度：≥4。3.6整機(jī)重量：≥55kg+。3.7關(guān)節(jié)單元極限扭矩：膝關(guān)節(jié)≥360N.m，髖關(guān)節(jié)≥220N.m，踝關(guān)節(jié)≥45N.m，手臂關(guān)節(jié)≥75N.m。3.8行走速度：≥3.3m/s（潛在運(yùn)動(dòng)能力>5m/s）。3.9電池：容量≥15Ah(0.864KWh)，電壓≤67.2V。3.10機(jī)器人內(nèi)嵌算力：1*IntelCorei5,1*IntelCorei7;支持機(jī)器人本體進(jìn)行控制和感知。3.11感知傳感器配置：3D激光雷達(dá)+深度相機(jī)。3.12標(biāo)配雙電池。4中型類人形機(jī)器人4.1整機(jī)重量（帶電池）≥35kg。4.2高寬厚（站立）：高≥1320mmx寬≥450mmx厚≥200mm。4.3手臂臂展：≥0.45m。4.4小腿+大腿長(zhǎng)度：≥0.6m。4.5總自由度（關(guān)節(jié)電機(jī)）：≤23。4.6單腿自由度：≤6。4.7單手臂自由度：≥5。4.8腰部自由度：≥1。4.9手臂最大負(fù)載：≥3kg。4.10膝關(guān)節(jié)扭矩：≥120N·m。4.11感知傳感器：深度相機(jī)+3D激光雷達(dá)。4.12具備WiFi6、藍(lán)牙5.2。4.13關(guān)節(jié)編碼器：雙編碼器。4.14支持智能OTA升級(jí)。4.15散熱系統(tǒng)：局部風(fēng)冷散熱。4.16基礎(chǔ)算力：8核CPU。4.17單手自由度：可選配靈巧手和雙自由度手腕。4.18配備麥克風(fēng)陣列以及立體聲揚(yáng)聲器。4.19支持高層和低層的二次開發(fā)。4.20內(nèi)置100Tops超大算力的拓展塢，含AI算法及技術(shù)支持。5中型機(jī)器狗5.1產(chǎn)品尺寸：≥70cmx31cmx40cm;整機(jī)含電池重量：≥15kg;載荷:≥8kg；運(yùn)動(dòng)速度：0~3.7m/s。5.2最大攀爬落差高度：≥16cm；最大攀爬斜坡角度：≤40°。5.3膝關(guān)節(jié)內(nèi)走線，關(guān)節(jié)熱管輔助散熱。5.4超大關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)空間：機(jī)身：≤-50-50°；大腿：≤-200-90°；小腿：≤-160-50°。5.5超廣角3D激光雷達(dá)具備探物避障功能，廣角相機(jī)。5.6配備4G或以上通信，內(nèi)置eSIM;配備智能OTA升級(jí)。5.7APP圖傳、遙控、所有數(shù)據(jù)查看；APP圖形化編程。5.8WIFI6雙頻無線802.11ax；藍(lán)牙5.2/4.2/2.1。5.9電池種類：長(zhǎng)續(xù)航≥15000mAh,續(xù)航時(shí)間≥2h。5.10標(biāo)配手持式遙控器及快充充電器(33.6V/9A)。5.11支持足端傳感器，支持二次開發(fā)，支持充電樁。5.12配備無線矢量定位及控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)伴隨。5.13具備月球步(即太空步)、側(cè)邊步、交叉步、向上跳、向前跳、前空翻、開心、握手、撲人、坐下、伸懶腰、作揖、多種創(chuàng)意舞蹈等。5.14配備麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、照明燈(3W)，具備系統(tǒng)狀態(tài)指示功能，實(shí)時(shí)反饋機(jī)器人狀態(tài)，并可為機(jī)器人演示動(dòng)作搭配音樂和燈光。5.15內(nèi)置語音識(shí)別模塊，具備語音交互功能，毫秒級(jí)語音交互響應(yīng)，采用行業(yè)先進(jìn)的語音識(shí)別技術(shù)，識(shí)別準(zhǔn)確率高，識(shí)字速度快。5.16具備≥40Tops算力的拓展塢，含AI算法及技術(shù)支持,具備深度相機(jī)。6大型負(fù)載機(jī)器狗6.1硬件平臺(tái)：6.1.1重量（帶電池）：≥65kg；6.1.2長(zhǎng)寬高（站立時(shí)）：長(zhǎng)≥1098mm*寬≥450mm*高≥645mm；6.1.3續(xù)航能力：空載連續(xù)不停行走，續(xù)航里程≥20km，且續(xù)航時(shí)間≥5小時(shí)；≥20kg負(fù)載連續(xù)不停行走，續(xù)航里程≤15km，且續(xù)航時(shí)間≥4小時(shí)；6.1.4可正向上下≥40cm的臺(tái)階；6.1.5持續(xù)行走時(shí)負(fù)載能力≥40kg；6.1.6最快速度≤6m/s；6.1.7電池容量≥45Ah，額定能量2250Wh，支持≤15A充電。6.2感知模塊：6.2.1內(nèi)置多組深度攝像頭，多組攝像頭；6.2.2可選配32線車規(guī)級(jí)3D雷達(dá)。7機(jī)械臂7.1硬件平臺(tái)：7.1.1重量：≥4kg；7.1.2機(jī)械臂本體自由度：≥6軸；7.1.3各關(guān)節(jié)最大運(yùn)動(dòng)范圍：J1:±150°；J2:0-180°；J3:-165°-0；J4:±80°；J5:±85°；J6:±160°；7.1.4負(fù)載：≥3kg；7.1.5重復(fù)定位精度：≤0.1mm；7.2運(yùn)動(dòng)控制軟硬件：7.2.1具備碰撞檢測(cè)功能；7.2.2具備手動(dòng)拖拽示教功能；