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国家重点研发计划“智能机器人”等重点专项2019年度项目申报指南

国科发资〔2019〕205号

各省、自治区、直辖市及计划单列市科技厅(委、局),新疆生产建设兵团科技局,国务院各有关部门科技主管司局,各有关单位:

  根据国务院印发的《关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革的方案》(国发〔2014〕64号)的总体部署,按照国家重点研发计划组织管理的相关要求,现将“智能机器人”等重点专项2019年度项目申报指南予以公布。请根据指南要求组织项目申报工作。有关事项通知如下。

  一、项目组织申报工作流程

1. 申报单位根据指南支持方向的研究内容以项目形式组织申报,项目可下设课题。项目应整体申报,须覆盖相应指南方向的全部考核指标。项目申报单位推荐1名科研人员作为项目负责人,每个课题设1名负责人,项目负责人可担任其中1个课题的负责人。

2. 项目的组织实施应整合集成全国相关领域的优势创新团队,聚焦研发问题,强化基础研究、共性关键技术研发和典型应用示范各项任务间的统筹衔接,集中力量,联合攻关。

3. 国家重点研发计划项目申报评审采取填写预申报书、正式申报书两步进行,具体工作流程如下。

——项目申报单位根据指南相关申报要求,通过国家科技管理信息系统填写并提交3000字左右的项目预申报书,详细说明申报项目的目标和指标,简要说明创新思路、技术路线和研究基础。从指南发布日到预申报书受理截止日不少于50天。

——项目牵头申报单位应与所有参与单位签署联合申报协议,并明确协议签署时间;项目牵头申报单位、课题申报单位、项目负责人及课题负责人须签署诚信承诺书,项目牵头申报单位及所有参与单位要落实《关于进一步加强科研诚信建设的若干意见》要求,加强对申报材料审核把关,杜绝夸大不实,甚至弄虚作假。

——各推荐单位加强对所推荐的项目申报材料审核把关,按时将推荐项目通过国家科技管理信息系统统一报送。

——专业机构受理项目预申报。为确保合理的竞争度,对于非定向申报的单个指南方向,若申报团队数量不多于拟支持的项目数量,该指南方向不启动后续项目评审立项程序,择期重新研究发布指南。

——专业机构组织形式审查,并根据申报情况开展首轮评审工作。首轮评审不需要项目负责人进行答辩。根据专家的评审结果,遴选出3~4倍于拟立项数量的申报项目,进入答辩评审。对于未进入答辩评审的申报项目,及时将评审结果反馈项目申报单位和负责人。

——申报单位在接到专业机构关于进入答辩评审的通知后,通过国家科技管理信息系统填写并提交项目正式申报书。正式申报书受理时间为30天。

——专业机构对进入答辩评审的项目申报书进行形式审查,并组织答辩评审。申报项目的负责人通过网络视频进行报告答辩。根据专家评议情况择优立项。对于支持1~2项的指南方向,原则上只支持1项,如答辩评审结果前两位的申报项目评价相近,且技术路线明显不同,可同时立项支持,并建立动态调整机制,结合过程管理开展中期评估,根据评估结果确定后续支持方式。

  二、组织申报的推荐单位

1. 国务院有关部门科技主管司局;

2. 各省、自治区、直辖市、计划单列市及新疆生产建设兵团科技主管部门;

3. 原工业部门转制成立的行业协会;

4. 纳入科技部试点范围并且评估结果为A类的产业技术创新战略联盟,以及纳入科技部、财政部开展的科技服务业创新发展行业试点联盟。

  各推荐单位应在本单位职能和业务范围内推荐,并对所推荐项目的真实性等负责。国务院有关部门推荐与其有业务指导关系的单位,行业协会和产业技术创新战略联盟、科技服务业创新发展行业试点联盟推荐其会员单位,省级科技主管部门推荐其行政区划内的单位。推荐单位名单在国家科技管理信息系统公共服务平台上公开发布。

  三、申报资格要求

1. 项目牵头申报单位和参与单位应为中国大陆境内注册的科研院所、高等学校和企业等,具有独立法人资格,注册时间为2018年5月31日前,有较强的科技研发能力和条件,运行管理规范。国家机关不得牵头或参与申报。

  项目牵头申报单位、项目参与单位以及项目团队成员诚信状况良好,无在惩戒执行期内的科研严重失信行为记录和相关社会领域信用“黑名单”记录。

  申报单位同一个项目只能通过单个推荐单位申报,不得多头申报和重复申报。

2. 项目(课题)负责人须具有高级职称或博士学位,1959年1月1日以后出生,每年用于项目的工作时间不得少于6个月。

3. 项目(课题)负责人原则上应为该项目(课题)主体研究思路的提出者和实际主持研究的科技人员。中央和地方各级国家机关的公务人员(包括行使科技计划管理职能的其他人员)不得申报项目(课题)。

4. 项目(课题)负责人限申报1个项目(课题);国家重点基础研究发展计划(973计划,含重大科学研究计划)、国家高技术研究发展计划(863计划)、国家科技支撑计划、国家国际科技合作专项、国家重大科学仪器设备开发专项、公益性行业科研专项(以下简称改革前计划)以及国家科技重大专项、国家重点研发计划重点专项在研项目(含任务或课题)负责人不得牵头申报项目(课题)。国家重点研发计划重点专项的在研项目负责人(不含任务或课题负责人)也不得参与申报项目(课题)。

  项目(课题)负责人、项目骨干的申报项目(课题)和改革前计划、国家科技重大专项、国家重点研发计划在研项目(课题)总数不得超过2个;改革前计划、国家科技重大专项、国家重点研发计划的在研项目(含任务或课题)负责人不得因申报国家重点研发计划重点专项项目(课题)而退出目前承担的项目(含任务或课题)。国家重点研发计划的在研项目(含任务或课题)负责人和项目骨干退出项目研发团队后,在原项目执行期内原则上不得牵头或参与申报新的国家重点研发计划项目。

  计划任务书执行期(包括延期后的执行期)到2019年12月31日之前的在研项目(含任务或课题)不在限项范围内。

5. 特邀咨评委委员不能申报项目(课题);参与重点专项实施方案或本年度项目指南编制的专家,不能申报该重点专项项目(课题)。

6. 受聘于内地单位的外籍科学家及港、澳、台地区科学家可作为重点专项的项目(课题)负责人,全职受聘人员须由内地聘用单位提供全职聘用的有效材料,非全职受聘人员须由内地聘用单位和境外单位同时提供聘用的有效材料,并随纸质项目预申报书一并报送。

7. 申报项目受理后,原则上不能更改申报单位和负责人。

8. 项目的具体申报要求,详见各重点专项的申报指南。

  各申报单位在正式提交项目申报书前可利用国家科技管理信息系统公共服务平台查询相关科研人员承担改革前计划和国家科技重大专项、国家重点研发计划重点专项在研项目(含任务或课题)情况,避免重复申报。

  四、具体申报方式

1. 网上填报。请各申报单位按要求通过国家科技管理信息系统公共服务平台进行网上填报。项目管理专业机构将以网上填报的申报书作为后续形式审查、项目评审的依据。预申报书格式在国家科技管理信息系统公共服务平台相关专栏下载。

  项目申报单位网上填报预申报书的受理时间为:2019年7月10日8:00至8月9日16:00。进入答辩评审环节的申报项目,由申报单位按要求填报正式申报书,并通过国家科技管理信息系统提交,具体时间和有关要求另行通知。

  国家科技管理信息系统公共服务平台:

http://service.most.gov.cn;

  技术咨询电话:010-58882999(中继线);

  技术咨询邮箱:program@istic.ac.cn。

2. 组织推荐。请各推荐单位于2019年8月14日前(以寄出时间为准),将加盖推荐单位公章的推荐函(纸质,一式2份)、推荐项目清单(纸质,一式2份)寄送中国科学技术信息研究所。推荐项目清单须通过系统直接生成打印。

  寄送地址:北京市海淀区复兴路15号中信所170室,邮编:100038。

  联系电话:010-58882171。

3. 材料报送和业务咨询。请各申报单位于2019年8月14日前(以寄出时间为准),将加盖申报单位公章的预申报书(纸质,一式2份),寄送至承担项目所属重点专项管理的专业机构。项目预申报书须通过系统直接生成打印。

  各重点专项的咨询电话及寄送地址如下。

  (1)“智能机器人”重点专项咨询电话:010-68104402、68104487;

  (2)“现代服务业共性关键技术研发及应用示范”重点专项咨询电话:010-88377340;

  (3)“综合交通运输与智能交通”重点专项咨询电话:010-68104462;

  (4)“网络协同制造和智能工厂”重点专项咨询电话:010-68104423。

  寄送地址:北京市海淀区三里河路一号西苑饭店九号楼科学技术部高技术研究发展中心(计划与监督处),邮编:100044。

  (5)“制造基础技术与关键部件”重点专项咨询电话:010-68207732、68207731;

  (6)“物联网与智慧城市关键技术及示范”重点专项咨询电话:010-68208208、68207769。

  寄送地址:北京市海淀区万寿路27号院8号楼11层工业和信息化部产业发展促进中心,邮编:100846。

  附件:

1.“智能机器人”重点专项2019年度项目申报指南(形式审查条件要求、指南编制专家名单)

2.“现代服务业共性关键技术研发及应用示范”重点专项2019年度项目申报指南(形式审查条件要求、指南编制专家名单)

3.“综合交通运输与智能交通”重点专项2019年度项目申报指南(形式审查条件要求、指南编制专家名单)

4.“网络协同制造和智能工厂”重点专项2019年度项目申报指南(形式审查条件要求、指南编制专家名单)

5.“制造基础技术与关键部件”重点专项2019年度项目申报指南(形式审查条件要求、指南编制专家名单)

6.“物联网与智慧城市关键技术及示范”重点专项2019年度项目申报指南(形式审查条件要求、指南编制专家名单)

科 技 部

 

附件1  “ 智能机器人” 重点专项2019 年度项目申报指南

为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020 年)》和《中国制造2025 》等规划, 国家重点研发计划启动实施“ 智能机器人” 重点专项。根据本重点专项实施方案的部署, 现发布2019 年度项目指南。

本重点专项总体目标是: 突破新型机构/材料/驱动/传感/控制与仿生、智能机器人学习与认知、人机自然交互与协作共融等重大基础前沿技术, 加强机器人与新一代信息技术的融合, 为提升我国机器人智能水平进行基础前沿技术储备; 建立互助协作型、人体行为增强型等新一代机器人验证平台, 抢占新一代机器人的技术制高点; 攻克高性能机器人核心零部件、机器人专用传感器、机器人软件、测试/安全与可靠性等共性关键技术, 提升我国机器人的竞争力; 攻克基于外部感知的机器人智能作业技术、新型工业机器人等关键技术, 创新应用领域, 推进我国工业机器人的产业化进程; 突破服务机器人行为辅助技术、云端在线服务及平台技术, 创新服务领域和商业模式, 培育服务机器人新兴产业; 攻克特殊环境服役机器人和医疗/康复机器人关键技术,深化我国特种机器人的工程化应用。本重点专项协同标准体系建设、技术验证平台与系统建设、典型应用示范, 加速推进我国智能机器人技术与产业的快速发展。

本重点专项按照“ 围绕产业链, 部署创新链” 的要求, 从机器人基础前沿理论、共性技术、关键技术与装备、应用示范四个层次, 围绕智能机器人基础前沿技术、新一代机器人、关键共性技术、工业机器人、服务机器人、特种机器人六个方向部署实施。专项实施周期为5 年(2017—2021 年)。

2019 年,拟在6 个方向,按照基础前沿理论类、共性技术类、关键技术与装备类和应用示范类四个层次, 启动不少于33 个项目, 拟安排国拨经费总概算约4 亿元。为充分发挥地方和市场作用, 强化产学研用紧密结合, 调动社会资源投入机器人研发, 在配套经费方面, 共性技术、关键技术与装备类的项目, 配套经费与国拨经费比例不低于1:1; 应用示范类项目, 配套经费与国拨经费比例不低于2:1 。

项目申报统一按指南二级标题( 如1.1) 的研究方向进行。除特殊说明外, 拟支持项目数均为1~2 项。项目实施周期不超过3 年。申报项目的研究内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。基础前沿理论类项目下设课题数不超过4 个, 参加单位总数不超过6 家; 其他类项目下设课题数不超过5 个, 参加单位总数不超过10 家。项目设1 名项目负责人, 项目中每个课题设1 名课题负责人。

指南中“ 拟支持项目数为1~2 项”是指: 在同一研究方向下,当出现申报项目评审结果前两位评价相近、技术路线明显不同的情况时, 可同时支持这2 个项目。2 个项目将采取分两个阶段支持的方式, 第一阶段完成后将对2 个项目执行情况进行评估, 根据评估结果确定后续支持方式。

1. 基础前沿理论

1.1 高性能仿生足式机器人

研究内容: 面向室外复杂地形足式机器人自主鲁棒灵活移动需求, 研究快速跑跳运动机理与方法、仿生腿足机构、高爆发高功率密度电机驱动、未知扰动动态平衡控制、复杂环境感知与运动控制等技术, 研制仿生双足、四足、六足机器人样机, 实现室外自然地形快速稳定跑跳运动实验验证。

考核指标: 研制仿生双足、四足、六足机器人, 实现室外草地、坡地、雪地等多种地形的稳定行走, 单位里程能耗达到国际同类产品先进水平, 具备抗未知外力扰动能力。双足机器人: 最快速度不低于6km/h, 无缆连续测试距离不低于1km; 四足机器人: 最快速度不低于10km/h, 最大爬坡角度不低于20°, 最大跨越高度不低于0.3m,无缆连续测试距离不低于5km;六足机器人: 负载不低于1000kg, 最大爬坡角度不低于35°, 最大跨越宽度不低于1m, 最大越障高度不低于1m, 最大续航里程不低于12km 。至少有2 项先进前沿技术实现首创或达到同类技术的国际领先水平, 并提供佐证材料; 发表高水平论文不少于5 篇, 申请/获得不少于10 项发明专利。

1.2 机器人仿生攀附机理与机构创新设计

研究内容: 面向机器人仿生攀爬与附着前沿技术, 研究生物在不同表面介质下的附着机理,开展新型仿生附着机构创新设计, 研制新型仿生附着装置; 研究仿生攀附运动机构、仿生攀爬步态、运动稳定性与驱动控制, 研制仿生攀附机器人验证平台, 在复杂表面实现攀附运动实验验证。

考核指标: 研制不少于3 种仿生附着装置和相应的仿生机器人验证平台, 实现在不同表面介质下、不同表面状况下的攀爬行走, 攀爬斜面不低于40°, 具有转弯、前行、后退等行走能力, 附着力和攀附机构重量比值优于5。至少有2 项先进前沿技术实现首创或达到同类技术的国际领先水平, 并提供佐证材料; 发表高水平论文不少于5 篇, 申请/获得不少于10 项发明专利。

1.3 靶向药物输送场控微纳机器人

研究内容:研究微纳机器人及其集群场驱动机理与控制技术, 研究微纳米尺度场控机器人及其集群的设计与制造技术, 研究微纳机器人对细胞、基因和靶向药物等微小目标体的抓取/装载、释放控制技术; 研究微纳机器人生物界面化、穿越生物屏障、趋向性自寻、集群运动控制、视觉追踪与自主导航以及生物活体中的靶向药物递送; 研制场控微纳操作机器人集成样机系统, 结合典型应用开展验证。

考核指标: 研制不少于3 类不同场机理驱动的微纳机器人及其集群,运动自由度不少于4 个,体外实验定位精度优于500nm, 实现微纳机器人的制造、靶向药物装载和投递等功能。研制至少1 种完全生物相容和可降解的微纳机器人, 至少1 种纳米机器人尺寸小于100 纳米。至少2 种微纳机器人在全血或离体组织中的集群运动速率可达纯水中80% 以上。至少针对2 种场驱动方式开展小鼠、斑马鱼等生物活体试验验证。至少有3 项先进前沿技术实现首创或达到同类技术的国际领先水平, 并提供佐证材料; 发表高水平论文不少于5 篇, 申请/获得不少于10 项发明专利。

2. 共性技术

2.1 面向服务和工业领域的实用多指灵巧手

研究内容: 面向服务与工业机器人灵巧操作需求, 研究灵巧手的仿生结构设计、伺服驱动、力感知与智能控制、多指协调与灵巧操作等关键技术, 研制低成本、实用化的刚性多指灵巧手, 实现典型工件/工具的操作; 研究灵巧手的多关节柔性机构、驱动和智能控制技术, 研制高灵活度的柔性多指灵巧手, 实现典型物品的灵巧操作; 面向实际应用场景进行应用验证。

考核指标: 研制低成本、实用的刚性多指灵巧手和柔性多指灵巧手不少于5 种, 完成推广应用不少于50 台。提出灵巧手量化考核指标, 其中, 刚性多指灵巧手: 抓取重量不低于2kg; 柔性多指灵巧手: 实现对不少于10 种柔性/易碎物品的操作, 抓取重量不低于1kg 。发表高水平论文5 篇, 申请/获得不少于10 项发明专利。

有关说明: 由企业牵头申报。

2.2 机构/驱动/感知/控制一体化机器人关节

研究内容: 面向工业制造业、社会服务业中的智能协作机器人应用需求,研制机构/驱动/感知/控制一体化、模块化机器人关节, 研究伺服电机驱动、高精度谐波传动动态补偿、多类型编码器高精度实时数据融合、模块化一体化集成等技术, 实现高速实时通讯、关节力/力矩保护等功能; 并在协作机械臂上开展应用示范。

考核指标: 研制不少于4 种型号系列一体化关节, 根据应用场景提出系统量化考核指标体系, 性能指标达到国际同类产品先进水平; 搭建4 种型号6 自由度以上协作机械臂, 具有非预期碰撞条件下安全保护功能, 实现500 台套一体化关节的应用示范。申请不少于5 项发明专利。

有关说明: 由企业牵头申报。

2.3 机器人环境建模与导航定位专用芯片及软硬件模组

研究内容: 针对机器人环境建模、导航定位对低功耗、高运算能力、高处理效率等软硬件的需求, 研究高性能异构多核芯片和硬件运算加速器的集成及核心软硬件模组技术, 研制面向环境建模与导航定位的机器人专用芯片, 实现机器人视觉处理、环境建模、定位导航等算法, 并在不同类型机器人产品上实现应用示范。

考核指标: 提供专用SoC 芯片和软硬件模块化组件及SDK 开发包; 支持单( 多) 目视觉、激光导航算法的芯片化; 根据应用场景提出系统量化考核指标体系。实现在5 种以上不同类型机器人产品中的应用示范; 实现芯片或核心模组应用不少于20 万片( 套)。

有关说明: 由企业牵头申报。

2.4 工业机器人高精度在线校准关键技术

研究内容: 针对工业机器人现场在线高精度校准需求, 研究适合工业现场应用的机器人在线校准方法; 研制工业机器人在线校准系统样机, 完成工业现场适应性测试与验证, 并在工业现场实现工业机器人在线校准应用。

考核指标:建立工业机器人在线校准系统,在10m×10m×10m 范围内, 三维位置测量精度优于±0.01mm, 姿态角度测量精度优于±0.01°; 开发工业机器人在线校准软件, 三维位置校准精度优于±0.1mm, 姿态校准精度优于±0.1° 。实现不少于10 套的在线校准系统在典型工业现场应用。申请/获得软件著作权不少于5项。

有关说明: 由企业牵头申报。

2.5 基于视觉与电子皮肤的机器人安全控制技术

研究内容: 面向机器人安全控制的共性关键技术需求, 研究基于视觉的作业空间快速三维重建算法、安全区域动态设定、侵入体实时识别以及碰撞判断算法等技术; 研究具有新型传感方式的机器人电子皮肤, 实现对机器人的包裹和穿戴, 研究基于电子皮肤的碰撞检测与机器人的柔顺控制技术。在工业现场开展应用验证。申请/获得软件著作权不少于5 项。

考核指标: 研制基于视觉的机器人安全控制系统, 视野范围大于50m2 ,检测分辨率优于10mm×10mm×10mm,响应时间优于500ms; 研制具有力反馈功能的电子皮肤, 单片面积不小于100cm2, 最小碰撞力检测优于0.5N, 响应时间优于1ms, 不低于7000N 外力作用下无不可逆损坏。与机器人控制器配合使用, 符合相关行业标准。基于视觉的机器人安全控制系统实现工业场景示范应用20 套以上, 穿戴安全电子皮肤的工业机器人实现应用50 套以上。

有关说明: 由企业牵头申报。

2.6 水下机器人近底精细目标检测与避障控制共性技术

研究内容: 面向水下机器人在海山、海沟、洋中脊等区域复杂环境下的目标搜索、环境监控自主作业需求,研究典型海区海底环境特征识别技术, 研究水下复杂环境中动态、高精度精细目标检测技术, 研究水下机器人深海近底高速运动下自主避障与规划控制技术。结合典型水下机器人平台开展共性技术验证。

考核指标: 研制出水下机器人深海近底复杂环境精细目标检测与快速避障控制系统,在近底1m 内且航速不低于6kn 情况下, 实现目标视觉检测分辨率优于2cm×2cm 、自主运动与避障实验验证。发表高水平论文不少于5 篇,申请/获得不少于5 项发明专利。申请/获得软件著作权不少于5 项。

有关说明: 鼓励产学研用联合申报。

3. 关键技术与装备

3.1 大跨度桥梁检测作业机器人

研究内容: 面向大跨度桥梁的检测需求, 重点开展桥面、缆索和桥梁下部结构等检测技术研究, 研制长臂展高柔性桥梁表面检测、桥梁主缆和拉索攀爬检测、桥梁下部结构水下检测等机器人, 实现对桥底主梁表面缺陷的图像获取和检测、缆索PE 外观损伤和拉索内部钢丝腐蚀断丝等缺陷及主缆索夹滑移的检测和识别、桩基破损和露筋及冲刷深度的检测识别, 开展应用验证。

考核指标: 研制出大跨度桥梁检测作业机器人系统, 形成系列化技术专利,根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系。桥梁表面检测机器人: 可检测钢箱梁桥底5mm( 长)×5mm( 宽) 表面损伤,混凝土桥底0.1mm( 宽)×10mm( 长) 裂纹或直径3mm 的凹坑; 缆索桥梁检测机器人: 适应索径直径50~200mm, 缆索最大倾斜角度90°,自由段缆索检测单次长度大于400m,外部PE 检测精度优于0.5mm( 宽)×0.5mm( 长), 自由段可检出单根断丝, 锚固段可检出5% 金属截面积损失; 桥梁主缆检测机器人: 具有跨越索夹障碍和检测外观破损功能, 表面裂纹检测精度0.5mm,索夹滑移检测精度5mm;桥梁下部结构水下检测机器人: 下水深度优于50m, 水下成像分辨率优于4mm 。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得发明专利不少于5 项。

有关说明: 由企业牵头申报, 鼓励用户单位牵头申报。

3.2 大直径长引水隧洞水下检测机器人系统

研究内容: 针对大型和特大型水电站、大型引水工程中的大直径长引水隧洞定期检测的重大需求, 研究机器人水下运动与载荷匹配、水下动静密封与特殊环境适应、超远程运动控制与机械手精细作业、超长水下高压供电与脐带缆安全释放回收、光学与声纳融合集成精细检测等技术; 研制大直径长引水隧道多功能水下检测机器人, 实现在水状况下的隧道洞缺陷检测, 建立引水隧洞结构安全分级评估体系, 开展安全风险分析与评价, 并在南水北调等重大工程中开展应用验证。

考核指标: 研制出大直径长引水隧洞水下检测机器人系统, 形成系列化技术专利, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系。机器人水下耐压不小于3MPa; 机器人手臂搭载工具, 实现近距离精细化检测; 配备车载脐带绞车, 电缆长度不低于25km, 实现零浮力布放与回收; 支持高清摄像机、图像声纳、水下激光成像雷达等多功能任务模块, 实现裂缝、塌方、掉块、露筋等隧洞缺陷检测, 检测裂缝最小宽度小于3mm, 检测掉块最小面积小于10cm2, 隧洞衬砌破损的压力荷载预警精度提高30%, 形成引水隧洞智能巡检与评估标准1 项。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得发明专利不少于5 项。

有关说明: 由企业牵头申报, 鼓励用户单位牵头申报。

3.3 机场跑道道面安全检测机器人

研究内容: 针对民航机场对跑道道面形貌特征、强度特性、异物障碍等安全检测需求, 研究机器人在不同环境条件下道面纹理采集与形貌表征、道面抗滑性与耐久性检测、道面外来异物识别与自主回收、机器人检测路径规划与智能控制等关键技术, 研制民航跑道道面安全检测机器人系统,实现机场道面的高效检测, 进行道面质量评估与危险预警, 并开展应用验证。

考核指标: 研制出机场跑道道面安全检测机器人系统, 形成系列化技术专利, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系。具有在多种环境条件下的道面安全检测能力, 检测载荷不少于3 类; 道面裂缝检测精度优于1mm; 道面外来异物有效检出率不低于95%; 道面抗滑系数测试误差不超过5%, 滑跑区连续测试区域覆盖度不低于90%; 路面浅层强度检测深度不小于5cm, 深度误差优于5%; 道面状况( 雨/雪/冰/橡胶污染等) 检测准确率100% 。实现不少于10 台套的应用验证。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得发明专利不少于5 项。

有关说明: 由企业牵头申报, 鼓励用户单位牵头申报。

3.4 面向国家石油战略储备库安全的储罐检测机器人

研究内容: 面向国家石油战略储备库大型储油罐安全检测的需求, 开展储罐底板和罐壁腐蚀在油检测技术研究, 研制具有吸附、定位、导航等功能的大型储罐检测机器人系统, 实现储罐在油检测与安全评价, 并开展应用示范。

考核指标: 研制出大型储罐腐蚀检测机器人系统, 形成系列化技术专利, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系。检测机器人实现储罐底板和罐壁厚度测量与腐蚀量化检测, 在油检测速度不低于5m/min, 定位误差优于100mm, 最大越障高度不低于20mm, 防水、防油、防爆达到行业规定等级; 无固体沉积物条件下, 对于8~40mm 的碳钢底板和罐壁, 壁厚测量精度优于0.1mm,可检测出JB/T 10765 中规定的底板下表面壁厚20% 深的人工缺陷; 在固体沉积物厚度为200mm 条件下, 可检测出底板不小于20% 的壁厚减薄量,测量精度优于1mm 。提出大型常压储罐底板安全评价方法, 制( 修) 订国家或行业标准1 项; 实施检测应用的国家战略储备基地不少于2 个。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得发明专利不少于5 项。

有关说明: 由企业牵头申报, 鼓励用户单位牵头申报。

3.5 涉核装置事故应急处置机器人系统

研究内容: 面向涉核装置事故应急处置和作业需求, 研究强辐射条件下机电安全防护、实时图像采集与信息传输、大负载低超调多自由度机械臂、高刚度混联切削、自主规划与远程控制等关键技术; 研制涉核装置事故应急处置的搬运和拆解机器人, 并进行实验验证。

考核指标: 研制出涉核装置事故应急处置机器人系统, 形成系列化技术专利, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系。应急处置机器人, 耐辐射剂量率不低于100Gy/h, 累计总剂量不低于1000Gy 。具有实时区域剂量采集及数据传输功能,区域剂量采集精度不低于0.05μSv/h。搬运机器人: 具备移动、抓取、爬坡、避障、越障等功能, 最大爬坡坡度不低于30°, 抓取搬运重量不低于800kg, 夹持力超调量不高于5%, 遥控距离不低于2km; 拆解机器人: 最大切割厚度不低于15mm, 空间重复定位精度±0.02mm 。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得发明专利不少于5 项。

有关说明: 鼓励用户单位牵头申报。

3.6 微器件机器人检测装配一体化系统

研究内容: 面向微机电系统与微器件中不规则形状、易变形微小部件高精度装配与测量需求,研究微器件的高精度快速定位、位姿测量及对准、视觉伺服控制、装配协调控制等关键技术, 研制微器件机器人检测装配一体化系统, 结合典型微器件的精密组装与检测实现应用验证。

考核指标: 研制出机器人系统, 形成系列化技术专利, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系。微器件机器人检测装配一体化系统装配效率提升50% 以上。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得发明专利不少于5 项。

有关说明: 鼓励用户单位牵头申报。

3.7 畜禽类肉品高效精准机器人自主分割系统

研究内容: 针对我国畜禽肉分割效率低、损耗多、肉品容易污染及无法溯源等问题, 研究快速、精准分割控制技术, 基于视觉、力觉的识别与定位技术, 研制畜禽类肉品机器人自主精准分割系统, 实现精准扫描、快速自主剔骨、肉品追溯等功能, 研制基于国产工业机器人的畜禽类肉品机器人自主精准分割工作站, 并基于该工作站研发畜禽肉自主分割生产线, 在国内大型畜禽肉分割企业开展综合应用验证。

考核指标: 研制出机器人系统, 形成系列化技术专利, 提出所研制机器人的量化指标体系。畜禽类肉品机器人自主精准分割工作站胴体剔肉率高于95%, 合格率大于98%, 分割操作工序减少30%, 分割操作人员减少40%, 畜禽肉品分割速度提高100%, 损耗率小于5%; 禽类胴体分割的块数不少于10 块、畜类胴体分割的块数不少于6 块; 畜禽类肉品高效精准机器人自主分割生产线实现畜禽肉品分割全程自动化作业, 每条禽类分割线作业效率不小于10000 只/小时,畜类分割线作业效率不小于1500 头/小时。在国内大型畜禽肉分割企业完成4 条以上生产线的应用验证, 每条生产线应用国产机器人不少于10 台套, 形成我国畜禽肉分割机器人作业体系行业标准2 项。技术成熟度不低于6 级, 申请/ 获得发明专利不少于5 项。

有关说明: 由企业牵头申报, 鼓励用户单位牵头申报。

3.8 发动机高温合金构件修复及磨抛机器人系统

研究内容: 面向发动机高温合金构件损伤修复需求, 研究构件表面变形、区域随机状态下的损伤部位识别、修复及磨抛等技术, 研究修复/磨抛热变形及应变在线视觉表征评估方法, 突破多源参数在线补偿控制、基于力控— 位置数据驱动的自适应磨抛、熔敷/磨抛轨迹规划等关键技术; 研制快速修复及磨抛机器人加工系统, 并开展应用验证。

考核指标: 采用国产工业机器人开发修复及磨抛机器人加工系统样机1 套, 形成系列化技术专利, 提出所研制机器人的量化

指标体系; 开发智能磨抛软件1 套。修复成形效率不低于600cm3/h, 变形误差优于0.8%, 磨抛表面误差优于0.05mm, 修复后抗拉强度不低于母材的90% 、疲劳性能不低于母材的80% 。实现2 种以上典型件修复及磨抛的应用验证; 形成修复工艺标准或规范1 套。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得发明专利不少于5 项。

有关说明: 由企业牵头申报, 鼓励用户单位牵头申报。

3.9 复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人

研究内容: 针对大型复杂机电产品装配、检修过程中复杂狭窄舱内多余物检测难度大、效率低、失误率高的难题, 研究机器人本体结构优化、探测轨迹自主规划、多余物自动识别和抓取等技术; 研制复杂舱内多余物探测和清除作业机器人系统, 实现多余物探测、识别和排除, 并开展应用验证。

考核指标: 研制复杂狭窄舱内多余物探测及清除机器人系统1 套。机器人手臂直径不超过50mm, 可伸入长度不低于2m, 负载不低于1kg, 最大弯曲角度90° 、半径不大于400mm, 可识别和清理的多余物不少于3种,多余物自动识别准确率不低于90% 。完成不少于2 种场景的应用验证。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得发明专利不少于5 项。

有关说明: 由企业牵头申报, 鼓励用户单位牵头申报。

3.10 近距离放疗微创机器人系统研究内容: 针对颅颌面、肝部与肺部等晚期恶性肿瘤、复发性肿瘤等疾病放疗存在的手术进程周期长、多次照射、影像偏移等问题, 重点研究多模态影像数据融合、靶区自动识别、放射性粒子布源规划、术中可视化导引、放疗操作臂定位与控制等技术; 研制面向颅颌面、肝部与肺部等近距离放疗微创机器人系统, 开展模型及动物实验。

考核指标: 研制近距离放疗微创机器人系统, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系。手术图像导引系统定位精度优于0.5mm,机器人在手术图像导引系统下定位精度优于1.5mm, 粒子布源偏差度不大于5%; 具有自主导航、主从控制等多种作业模式; 建立放疗过程安全性与有效性评估体系、机器人操作流程及规范; 完成动物实验不少于10 例。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得不少于5 项发明专利。

有关说明: 由科研单位、医院联合申报。

3.11 平衡障碍患者康复机器人

研究内容: 针对平衡障碍患者康复过程中环境单一、个性化不足、运动状态量化评估缺失等问题,重点研究康复机器人构型、运动环境仿真、平衡障碍量化评估标准、个性化康复处方生成等技术; 研制平衡障碍患者康复机器人, 开展临床试验验证。

考核指标: 研制平衡障碍患者康复机器人系统, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系; 系统能够模拟平路、台阶、山路、沙滩等场景; 足底力量测量精度优于0.5N, 动作捕捉精度优于2mm, 可实时监测患者姿态、肌电等信息; 建立平衡障碍康复安全性及量化评估体系; 完成患者临床试验不少于10 例。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得不少于5 项发明专利。

有关说明: 由科研单位、医院联合申报。

3.12 面向消化道等基于实时显微成像诊疗一体化手术机器人系统

研究内容: 针对中国早期癌症诊断率低导致癌症死亡率高的问题, 重点研究多自由度操作机构与自适应控制、成像探针力感知与控制、多模影像融合、控制单元— 实时显微成像一体化协同、手术工具集成等技术; 研制面向消化道等早期癌症的诊疗一体化手术机器人系统, 开展模型及动物实验。

考核指标: 研制面向消化道等早期癌症的诊疗一体化手术机器人系统, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系; 诊疗工具直径不大于10mm, 具有可更换功能; 浅表显微成像分辨率优于5μm, 显微图像拼接面积大于25mm2, 立体显微图像成像深度大于2mm; 建立全手术过程的安全性与有效性评估体系、机器人手术操作流程及规范; 完成动物实验不少于10 例。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得不少于5 项发明专利。

有关说明: 由科研单位、医院联合申报。

3.13 飞秒激光微创手术机器人系统

研究内容: 针对口腔、咽喉等软组织切除手术视野受限、术区暴露程度差、周围神经血管密集、危险性高等问题, 重点研究飞秒激光刀机器人操控精准病灶切除、狭小空间三维实时图像监控与实时检测、机器人自动缝合以及人体突发生理动作应急安全保护等技术; 研制飞秒激光微创手术机器人系统, 开展模型和动物实验。

考核指标: 研制飞秒激光微创手术机器人系统, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系; 系统具备在狭小空间内的三维图像实时获取、导航定位、精准切除及自动缝合等功能。导航定位精度优于0.5mm; 飞秒激光刀病灶切割精度优于20μm 、轴向偏差不大于1°; 建立全手术过程的安全性与有效性评估体系、机器人手术操作流程及规范; 完成动物实验不少于10 例。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得不少于5 项发明专利。

有关说明: 由科研单位、医院联合申报。

3.14 多器械协同递送血管介入手术机器人

研究内容: 研究具有多器械协同递送功能的血管介入手术机器人设计方法; 研究手术器械操作的精确力觉感知、实时反馈与安全性机制、动态心脏环境下多模态影像数据融合以及实时力感数据融合、术中器械的精准定位和预测控制及智能化导引控制、术中影像和控制信息流近程/远程双向实时传输接口与实现等技术; 研制血管介入手术机器人, 开展模型与动物实验。

考核指标: 研制多器械协同递送血管介入手术机器人系统, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系; 同时协同递送不少于2 种器械; 心脏跳动和呼吸运动情况下, 基于图像数据信息的器械定位精度优于1mm; 在机器人辅助工作状态下, 手术器械的操控推送精度优于0.5mm; 手术机器人轴向推进力感的检测精度优于0.1N; 建立全手术过程的安全性与有效性评估体系、机器人手术操作流程及规范; 完成动物实验不少于10 例。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得不少于5 项发明专利。

有关说明: 由科研单位、医院联合申报。

3.15 人工耳蜗微创植入机器人系统

研究内容: 针对人工耳蜗植入手术创伤大、精度低、手术视野小等问题, 研究人工耳蜗微创植入机构与控制、电极植入通道自动规划、自动钻制、电极植入等技术, 研制人工耳蜗微创植入机器人系统, 制订机器人手术操作流程与规范, 进行手术疗效评价, 并开展模型及动物实验验证。

考核指标: 研制人工耳蜗微创植入机器人系统, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系; 具有精细力控制功能, 力控制最小分辨率优于0.5N; 建立全手术过程的安全性与有效性评估体系、机器人手术操作流程及规范; 完成动物实验不少于10 例。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得不少于5 项发明专利。

有关说明: 由科研单位、医院联合申报。

3.16 人机协同开颅手术机器人系统

研究内容: 面向神经外科开颅手术的临床需求, 研究颅骨术区不规则复杂结构力学特性、工具器械与生物组织交互作用建模、术前手术规划与术中实时导航、基于虚拟约束与稳定手术切削相融合的人机协同共享控制、手术操作意图识别与预测、颅钻/铣切削边界失稳失速状况下的安全交互控制等技术; 研制人机协同开颅手术机器人系统, 开展模型及动物实验验证。

考核指标: 研制人机协同开颅手术机器人系统, 根据任务需求提出所研制机器人的量化指标体系; 导航系统空间定位精度优于0.5mm; 力交互最小分辨率优于0.5N; 分离硬膜操作末端手术器械安全活动度范围分级可控,颅钻/铣切削边界失稳失速状况下系统响应时间优于0.2s 。建立全手术过程的安全性与有效性评估体系、机器人手术操作流程及规范; 完成动物实验不少于10 例。技术成熟度不低于6 级, 申请/获得不少于5 项发明专利。

有关说明: 由科研单位、医院联合申报。

4. 应用示范

4.1 协作机器人系统典型应用示范

研究内容: 面向汽车主要零部件装配对协作机器人柔性作业的需求, 研究高可靠的人机安全、碰撞检测、人机紧密协调作业、快速示教和配置等关键技术; 研究人— 机协同装配、多机器人协同装配和柔性作业等工艺, 形成典型工艺库; 研究人机协作作业模式; 研制轻量化、低功耗协作机器人系统, 实现精密装配、涂胶/漆、检查等功能, 开展应用示范。

考核指标: 根据应用需求提出协作机器人的指标体系, 人机协作安全性符合GB/T 36008-2018, 实现5 种典型场景应用, 实现不少于6 自由度国产协作机器人100 台套以上示范应用。

有关说明: 由企业牵头申报。

4.2 大场景自主清洁机器人典型应用示范

研究内容: 面向大型室内场所、城市道路等的清洁需求, 研究大面积环境建图与导航定位、动态路径规划和自动避障、清洁作业策略分配和作业路径规划等技术, 研制室内外大场景自动清洁机器人, 实现大面积无人化清洁作业, 开展应用示范。

考核指标: 形成大面积环境建图与导航定位、动态路径规划和自动避障的算法包。室内清洁机器人: 运行速度不低于0.6m/s, 清洁效率不低于1200m2/h, 续航时间不低于5h, 定位精度优于±5cm,通过一体式多功能工作站可实现机器人全自主加水排水和充电, 实现100 台以上应用推广; 室外清洁机器人: 清洁效率不低于3000m2/h, 运行速度不低于1m/s, 续航时间不低于6h, 定位精度优于±10cm, 实现100 台以上应用推广。

有关说明: 由企业牵头申报。

4.3 石化爆燃等危险环境防爆型作业机器人

研究内容: 面向石油、化工、危爆品生产储存等高危场所巡检侦测、救援灭火、应急处置等需求, 研究有毒、易爆、高温、浓烟、复杂地形等情况下机器人恶劣环境适应性、自主定位与导航、设备识别与仪器仪表智能读取、多模式人机交互与远程监控、自主或半自主应急处置作业等关键技术; 研制具有自主/半自主作业与多机协作能力的高可靠性、高适应性的防爆型作业机器人, 实现在石油、化工等典型高危环境的应用验证。

考核指标: 研制出巡检、应急处置、高倍数泡沫、排烟、灭火等不少于5 种防爆型机器人, 达到石油、化工等高危环境下作业防爆等级要求, 防护等级优于IP65, 适应环境温度不低于300℃; 机器人底盘爬坡不小于40°, 越障高度不小于250mm, 涉水深度不小于350mm; 处置作业臂不少于4 自由度, 负载不低于25kg 。在典型行业实现应用验证, 推广应用不少于1000 台, 制订行业标准不少于2 项, 申请不少于10 项发明专利。

有关说明: 由企业牵头申报。

4.4 工业机器人核心零部件技术与应用示范

研究内容:面向工业机器人核心零部件批量应用的迫切需求, 突破制约我国工业机器人精密减速机、伺服电机和驱动器、机器人控制器等核心零部件规模化生产与应用的核心技术, 研制出关节型工业机器人, 实现在焊接、搬运、喷涂、装配等方面的应用示范。

考核指标: 研制出机器人精密减速机、伺服电机和驱动器、机器人控制器等核心零部件产品, 性能指标达到国际先进水平; 以此为基础, 研制出不少于5 种规格、6 自由度及以上关节型工业机器人, 重复定位精度、速度、负载自重比等指标达到国际同类产品先进水平。工业机器人产品平均无故障时间大于50000h; 实现工业机器人批量应用300 台套以上。

有关说明: 由企业牵头申报, 鼓励用户单位牵头申报。

4.5 大型农业机器人智能协同作业系统研究内容:面向国有规模化农场对大型农田作业机器人高质、高效、精准作业的需求,研究雷达/视觉等多元异构传感信息融合、北斗/惯导组合导航、自动驾驶与避障、路径规划与机群调度、多机协调与智能控制等关键技术, 研制支撑关键农田作业环节的智能农业机器人, 研发基于云平台的农业机器人机群协同作业管控系统, 在国有规模化农场进行应用示范。

考核指标: 研制农业机器人自动驾驶、导航与控制系统5 种100 套, 作业路径跟踪精度±2.5cm; 施肥、播种、喷洒等精准作业相对误差不超过5%;开发智能农业机器人机群作业平台系统1 套, 支持协同作业机器人不少于20 台, 示范作业面积不小于10 万亩。

有关说明: 由企业牵头申报。

4.6 主动运动结肠检查机器人

研究内容: 面向结肠检查的临床需求, 重点研究结肠内移动机器人驱动、活检微操作机构、位姿检测与控制、路径规划、能源与信息传递、基于图像信息的结肠区域三维重构等技术; 研制主动运动结肠检查机器人, 开展安全性、有效性评估。

考核指标: 研制出主动运动结肠检查机器人, 形成系列化技术专利, 提出所研制机器人的量化考核指标体系。主动运动结肠检查机器人最大直径不超过18mm, 长径比小于2, 成像分辨率不低于1080×720 像素, 机器人在活体肠内前进1.5m 用时不超过30min; 可完成多次活检操作, 并具有供气、供水功能; 建立主动运动结肠检查机器人的医疗器械检测标准与规范, 完成患者临床试验不少于60 例。整机申报医疗器械产品注册证; 申请/获得不少于5 项发明专利。

有关说明: 由企业牵头申报。

4.7 脊髓损伤康复机器人

研究内容: 面向脊髓损伤后个性化、规范化康复治疗需求, 研究基于脊髓损伤瘫痪患者病理大数据的个性化康复行为设计、基于生理信息的运动功能分析、功能性电刺激、模块化行为辅助机器人机构设计与自适应控制等技术; 研制脊髓损伤康复机器人系统, 开展临床试验及康复有效性评价。

考核指标: 研制出脊髓损伤康复机器人, 形成系列化技术专利, 提出所研制机器人的量化指标体系。康复机器人涵盖肩、肘、腕、髋、膝、踝等不少于6 个关节训练模块, 实现力/力矩反馈及人机协调运动柔顺控制, 力感知分辨率优于0.5N, 力矩感知分辨率优于0.05N·m; 具备生理信息接口以及功能电刺激单元; 完成患者临床试验不少于60 例。整机申报医疗器械产品注册证; 申请/获得不少于5 项发明专利。

有关说明: 由企业牵头申报。

4.8 面向我国工业机器人职业培训的教育机器人系统

研究内容: 针对国产工业机器人操作维护、安装调试、系统集成等应用人才的需求和职业教育领域缺乏工业机器人教学资源的现实问题, 研制基于国产工业机器人的编程、操作、二次开发、集成应用等技能知识的工业机器人实训系统和教学软件; 研发工业机器人技术资源服务平台,建立国产机器人应用实训体验基地, 在职业教育领域开展示范应用。

考核指标: 覆盖5 个以上主流国产机器人厂商的工业机器人产品, 研制出国产工业机器人实训系统和教学软件不少于5 套, 每套系统或软件至少包含1 个厂商的工业机器人产品, 基于每种机器人的教学及实训模块不少于20 套, 实训系统和教学软件分别推广应用200 套以上;开发工业机器人技术资源服务平台1 个, 建立国产机器人应用实训体验基地5 个以上, 服务职业院校超过500 家, 培养工业机器人技能人才1 万人以上, 推广应用国产工业机器人100 台套以上。


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