東北大學(xué)人工智能與機器人研究所NEWNEU創(chuàng)新團隊

東北大學(xué)
——智能技術(shù)與科普展示

東北大學(xué)人工智能與機器人研究所NEWNEU創(chuàng)新團隊

一、團隊簡介

東北大學(xué)人工智能與機器人研究所NEWNEU創(chuàng)新團隊，具有15年科普創(chuàng)作與研發(fā)經(jīng)驗，曾獲得過中國第一個機器人足球世界杯冠軍，是東北地區(qū)唯一一個全國科普創(chuàng)作與產(chǎn)品研發(fā)示范團隊，在2013年示范團隊評比中全國排名第一，團隊建設(shè)的機器人科普基地被命名為遼寧省科普基地。

團隊由10名專職科研人員和30余名在校師生組成，專業(yè)背景涵蓋計算機、自動化、機械、藝術(shù)設(shè)計等多個領(lǐng)域。在信息科學(xué)與工程學(xué)院趙姝穎教授帶領(lǐng)下，依托扎實的學(xué)術(shù)功底和科研實踐經(jīng)驗，積極拓展人工智能與機器人技術(shù)在科普領(lǐng)域的應(yīng)用，為中國科技館等10余所科普場館研究開發(fā)了多個系列50余項智能化科普展品（包括中國科技館三期“科技與生活”主題的信息技術(shù)系列展品），完成項目經(jīng)費總額超過1000萬元。榮獲中國科協(xié)組織的科普展品評比“創(chuàng)意獎”和展品創(chuàng)新“榮譽獎”；為遼寧科技館、遼陽科技館等場館提供了展區(qū)、展館規(guī)劃方案和500余項新展品創(chuàng)意設(shè)計，獲得遼寧科技館新館 “信息時代”主題展區(qū)優(yōu)秀方案設(shè)計獎、遼陽科技館 “突出貢獻獎”和“優(yōu)秀設(shè)計獎”。

目前，團隊工作重心正在從科普領(lǐng)域新展品研發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榧破照桂^展覽規(guī)劃、展區(qū)設(shè)計和產(chǎn)品研發(fā)為一體的綜合性科普創(chuàng)作。團隊將繼續(xù)秉承信息技術(shù)引領(lǐng)，科普源頭創(chuàng)新，服務(wù)大眾與社會，積極探索科技、文化和藝術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)化道路，為推動科普產(chǎn)業(yè)快速、健康、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。

二、科研與科普

科研方向：機器人、人工智能、虛擬現(xiàn)實、物聯(lián)網(wǎng)等。

標(biāo)志性成果：中國第一個足球機器人世界冠軍，全國科普示范團隊。

產(chǎn)業(yè)化探索：開展智能化產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化探索，研制開發(fā)了機器人類、虛擬現(xiàn)實類、數(shù)學(xué)類、信息技術(shù)類等多個系列的科普展品；面向社區(qū)開發(fā)了服務(wù)型科普展品；面向?qū)W校、家庭和更廣泛的展覽展示行業(yè)，設(shè)計了智能型多功能互動展示系統(tǒng)等。

（一）機器視覺技術(shù)開發(fā)應(yīng)用情況

結(jié)合科普領(lǐng)域的展示需求，實現(xiàn)了基于全局視覺、自主視覺和立體視覺等多種不同類型的視覺技術(shù)的人機互動系統(tǒng)，其中下棋機器人、足球機器人、虛擬網(wǎng)球系統(tǒng)已經(jīng)成為標(biāo)志性展項。

（二）機器人控制技術(shù)開發(fā)應(yīng)用情況

從串聯(lián)工業(yè)機器臂、并聯(lián)機器人運動平臺，到模塊化可重構(gòu)機器人、仿人機器人舞蹈隊，先后研制設(shè)計出多種面向機器人運動控制的科普展品，并規(guī)劃了更多的基于機器人控制技術(shù)的展品方案。

（三）虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)應(yīng)用情況

虛擬現(xiàn)實是近年來在科普領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的人工智能技術(shù)之一，本團隊是國內(nèi)較早開展此類項目研究與應(yīng)用的單位。2000年，團隊開發(fā)了虛擬現(xiàn)實系列科普展品，目前該系列展品的核心技術(shù)已從二維投影識別與視景仿真技術(shù)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿梭w姿態(tài)立體識別與三維視景仿真技術(shù)。

（四）人機交互技術(shù)開發(fā)應(yīng)用情況

人機交互技術(shù)是當(dāng)代科技館展示最重要的支撐技術(shù)，也是新型科普展品智能化的重要特征。團隊結(jié)合科普創(chuàng)新需要，按照努力追求人機交互自然性、多樣性和智能化的目標(biāo)要求，先后實現(xiàn)了基于語音、視覺、體感和RFID等多種自然人機交互方式。

三、工作思路及發(fā)展目標(biāo)

四、科普創(chuàng)作與產(chǎn)品研發(fā)

（一）智能化產(chǎn)品

1.智能電子展板

將物聯(lián)網(wǎng)、人機交互技術(shù)和智能管理技術(shù)綜合應(yīng)用在圖文展示系統(tǒng)中，實現(xiàn)身份識別、語音播報、信息管理等功能。此展板是具有信息雙向傳播功能的互動展示系統(tǒng)，支持眾多觀眾同時參與知識獲取和意見表達，通過紙質(zhì)畫面與軟件關(guān)聯(lián)替換方式實現(xiàn)展示內(nèi)容的快速更新。該產(chǎn)品為眾多的印刷類圖文展示行業(yè)提供了一種無線互聯(lián)、智能互動、資源便捷更新的技術(shù)解決方案和應(yīng)用平臺。

2.下棋機器人一個工業(yè)機器人可以同時與4個人下4種不同的棋，集中展示機器人的智能、感知、控制和決策、與人類進行思維對抗能力和多任務(wù)協(xié)調(diào)能力。4種棋分別是：圍棋、中國象棋、五子棋和跳棋。觀眾在多媒體界面上操作虛擬棋子，完成與機器人對弈；機器人根據(jù)棋面變化操作真實棋子；對弈結(jié)束后，機器人將自動完成棋盤恢復(fù)初始狀態(tài)的復(fù)盤任務(wù)。

3.動感過山車

將物聯(lián)網(wǎng)、機器人控制技術(shù)、互動3D建模技術(shù)和裸眼3D顯示技術(shù)結(jié)合，為觀眾參與虛擬軌道設(shè)計或科普知識問答等過程提供一種動感體驗的新型互動展示系統(tǒng)。該系統(tǒng)支持多位觀眾同時參與設(shè)計或問答過程，并利用個性化信息卡在動感平臺上下載與自己參與過程相關(guān)聯(lián)的三維軌道模型及相應(yīng)的動感平臺控制程序，通過裸眼3D觀察，獲得“現(xiàn)場自制3D影片”的互動體驗效果。通過更新系統(tǒng)中的知識問答內(nèi)容，可以使該系統(tǒng)支持不同主題的科普展示。

4.虛擬運動系列產(chǎn)品

將科普與運用健身需求相結(jié)合，以大眾參與室內(nèi)健身活動形式展示體感技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)。該系列產(chǎn)品主要包括虛擬足球?qū)?、虛擬點球、虛擬排球、虛擬跳繩等項目。

5.智能棋盤系列產(chǎn)品

將科普與休閑娛樂及課外活動需求相結(jié)合，以大眾參與棋類學(xué)習(xí)和競賽等活動形式，展示智能感知技術(shù)和機器博弈技術(shù)。該系列產(chǎn)品包括多種棋類的智能產(chǎn)品，如中國象棋、國際象棋、圍棋、五子棋和跳棋等。產(chǎn)品具有輔助棋類教學(xué)功能和比賽直播功能等。

6.健康體測跟蹤系統(tǒng)

將科普與社區(qū)、學(xué)校服務(wù)需求相結(jié)合，為大眾提供長期健康信息跟蹤測試及記錄的功能，實現(xiàn)科普與社會服務(wù)相結(jié)合。該產(chǎn)品采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能信息管理技術(shù)，對居民的身高、體重、血壓、脈搏等個性化信息實現(xiàn)自動測量、保存，并可長期對信息進行跟蹤統(tǒng)計、分析，給出健康生活的建議等。

（二）科技館/專題館

1.展館方案策劃

2011年，遼寧省科技館新館方案征集中榮獲“信息時代”主題展區(qū)優(yōu)秀方案設(shè)計獎；遼寧省科技館新館“科技遼寧展廳”展示內(nèi)容初步設(shè)計；為遼陽市科技館提供“科普展覽規(guī)劃及展示內(nèi)容概念設(shè)計大綱”。

2012年，中國工業(yè)博物館“機電共鳴”展廳方案設(shè)計。

2014年，沈陽實訓(xùn)基地方案設(shè)計；襄陽市科技館新館概念設(shè)計大綱。

2.科技館項目案例

中國科技館新館、沈陽市科學(xué)宮、鄭州科技館、浙江師范大學(xué)科技館、遼寧省科技館新館、深圳寶安科技館、重慶科技館、遼陽市科技館、南通科技館等。

（三）社區(qū)/校園

1.科普進社區(qū)

2.科普進校園

3.社區(qū)/校園系列產(chǎn)品

健康體測跟蹤系統(tǒng) ；互動課堂；仿人機器人；智能棋盤；書畫展示系統(tǒng)；智能電子展板；機器人DIY系統(tǒng)。

五、獎項和榮譽

2013年，獲得“遼寧省科學(xué)技術(shù)普及基地”命名，遼寧省自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果獎一等獎。

2012年 ，榮獲“全國科普創(chuàng)作與產(chǎn)品研發(fā)示范團隊”稱號；獲得遼陽市科技館方案設(shè)計“突出貢獻獎”。

2011年，獲得遼寧科技館“優(yōu)秀方案”設(shè)計獎。

2005年，第二屆全國科技館展品榮譽獎。

2002年，首屆全國科技館展品創(chuàng)意獎。

1999年，機器人足球巴西世界杯賽冠軍（中國第一個機器人足球世界杯賽冠軍） 。