机器人智能恐龙

“智能仿生恐龙机器人关键技术研究及应用示范”项目

（计划编号 2016GFW0136）于2015 年 11 月申报，2016 年经 省财政厅、省科技厅川财建【2016】43 号文批准立项，项目 总投资200 万元，其中财政专项补助经费100 万元，自筹匹 配经费100 万元。项目起止时间为 2016 年 1 月至 2017 年12 月。

该项目的承担单位为自贡恐龙博物馆，项目协作单位为 成都电子科技大学机器人研究中心和自贡恐龙博物馆旅游服务公司。项目实施1年多来，工作推进顺利，任务完成情况良好，该项目申报内容与具体实施内容相符、切实可行， 申报目标合理可行，资金使用合规合法。

该项目主要目标任务包括：围绕仿生机器人的前沿技 术，攻克拟恐龙化的仿生机构设计技术、仿生恐龙机器人系 统控制技术、仿生动作规划与控制技术等；研制仿生恐龙1具，小型智能恐龙1种，其他文创产品5种，逐步探索创意恐龙文化产品的批量生产、销售模式，力争成为恐龙文化创意的拳头产品；直接提升自贡恐龙博物馆的吸引力，提升文化创意产业，促进游客数量明显增加，赴外商展竞争力显著增强，文创产品品质提升，并形成多元化网络销售平台，文创效益显著增长。通过本项目的实施，应用机器人技术、新材料技术和智能化技术等高新技术研制仿生恐龙，推动高新技术与恐龙文化产业的融合，推动恐龙产品及其衍生品产业化和规模化，带动恐龙行业发展，提高经济和社会效益。

项目组织实施情况

1、项目由自贡恐龙博物馆作为牵头单位，由自贡恐龙

博物馆研究馆员彭光照、成都电子科技大学机器人研究中心 程洪教授作为项目负责人。成立了由自贡恐龙博物馆、电子科技大学机器人研究中心、自贡恐龙博物馆旅游服务公司三家单位的相关科研、技术、管理人员共 10 人组成的项目课题组。

2、项目批准后，自贡恐龙博物馆完成了项目任务书编制，并报经省科技厅批准。由牵头单位分别与两家参与单位签署了正式合作协议。对三家参与单位承担的任务进行了分解；制定了工作进度安排；完成了资金分配和资金拨付；

3、项目实施采取分工协作的方式。牵头单位自贡恐龙博物馆负责项目总体进度把控和工作协调。三家单位分别根据各自的工作任务，按统一的进度安排分别组织实施。

4、建立了项目工作微信群，进一步加强了信息沟通和 资料共享。

5、在实施过程中，三家单位配合紧密，先后开展实地考察、会议座谈、共同举办学术研讨等活动 10 多次。确保了项目实施进展顺利，不走弯路，高效务实。

6、三家单位分别管理按照任务书所分配的专项资金和

配套资金，由自贡恐龙博物馆监督资金的使用进度和要求。

目前，该项目实施进展顺利，各项技术任务正在推进之

中，截止目前完成的主要工作如下：

1、恐龙基础性研究方面，开展课题研究两项；组织开 展了多项野外化石调查工作，包括：四川盆地恐龙化石资源 调查和研究；四川会理、广元、巴中、达州、马边、重庆綦 江等地恐龙化石和恐龙足迹化石合作项目野外调查；由国家 古生物化石专家委员会倡导、自贡恐龙博物馆牵头组织的 “南方丝绸之路化石科考”；两年来共发表恐龙足迹与行走 方式等基础性研究学术论文11 篇，其中 SCI 论文 5 篇。

 2、智能仿生恐龙关键共性技术研发方面。

仿真建模已完成各个关节的力学仿真，完成了行走时各

个关节部分的受力情况，为机构设计等提供了基础数据；控 制部分建模基于 Adams&Simulink 完成了静步态以及重心的

控制算法的验证后，基于仿真数据支撑现有的机构力学数据 计算，以及电机等关键组件的选型。步态方面完成简单的系 统搭建及仿真，完成行走的仿真。

主体机构设计机构部分采用轻量化设计，根据恐龙实际

尺寸完成整体机构设计，从仿生学的角度分析恐龙内部骨骼 结构，形成仿生的内部框架机构。当前版本为 V3 版本，去除了腰部自由度, 增大滚珠丝杠导程提高了响应速度, 优化腿部结构布置减轻整体质量, 开放4 个yaw自由度,优化减少了间隙等。

硬件方面实现了硬件设计的模块化，机器人物理环境感

知方式的增加以及通信协议的功能完善，提高了硬件系统的整体稳定性。

软件部分，完成整体系统构架、软件平台、调试 UI、数据可视化以及功能展示 DEMO 等相关工作。

控制部分利用摆动腿轨迹与CoG 轨迹的设计与优化，以

及整个步态时序逻辑状态机的设计，已经实现前进步态、后 退步态，以及前进后退之间的切换；稳态控制已经实现在关 节曲线设计的过程中，对关节轨迹的速度进行控制，保证起 始和结束阶段速度和加速度都为零，提高系统稳态。

3、智能仿生恐龙外形制作

完成了对仿生恐龙外形的选定；根据恐龙身体结构并结

合内部构造、重量等因素，对身体个部位的所有尺寸进行了 设计标定；完成了外形制作材料的比对、试验和选定；试制 了仿生恐龙模型；完成了仿生恐龙头、脖颈、尾部的制作， 并与核心控制部分进行了匹配和调试。

4、文创产品开发

恐龙文创产品开发方面，基于自贡恐龙吉祥物形象， 2016—2017 年开发系列文创产品8 种，其中 2 种已投放市场 销售，6 种恐龙衍生文创产品已经全部打样完毕，其中 3 种 文创产品已打出实物，在进行市场调查；剩余 3 种文创产品 实物将在黄金周期间做市场调查，根据观众需求和喜爱度， 做修改调整。

产品一：钻石颗粒积木（川川）

产品二：侏罗纪大冒险 AR 恐龙卡。该产品引入了当前 新的AR 增强现实互动技术。通过 AR 互动技术，不仅可以 看到立体 3D模型，还可以与 3D 恐龙进行互动合影分享至朋 友圈，并通过语音聆听物种的科学知识。

产品三：卡通玩具类

项目实施以来，经过三方的合作研究，先后解决了 恐龙行走步态、整体平衡、整体集成等多项技术问题，撰写 学术论文 10 余篇，申报专利 3 项，目前项目已进入收尾阶段。

项目实施以来，促进了仿真恐龙制造领域的技术变革。在本项目启动以后，一些仿真恐龙制造企业受到带动， 也开始探索仿真恐龙的智能化发展途径。本项目的建设及成果将在结题后发挥持续性的引领作用。将有力地提升自贡恐龙产品的竞争能力和科技服务水平，带动恐龙行业的技术升级和产业发展。还将有力提升恐龙机器人的科技创新能力， 有力推动机器人设计制作业、恐龙产品材料业的发展。

相关恐龙文创产品开发加速推进，部分产品已经投放市场并取得一定的效益。其中，AR卡在全国博物馆数字化委会年会上予以推广。