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仿人形机器人具有极其优异的机动性和非常独特的功能,因而近年来成为国内外的研究热点。仿人形机器人集计算技术、控制技术、传感技术、通讯技术、智能计算、数学建模,以及机构学、材料学、电子学、仿生学等于一体,无论是从运动控制还是从行为控制来看,它都是一个极为复杂的系统,要控制它的运动和行为,需要强大的计算能力、庞大的数据资源、各种传感仪器。
网格计算饱含国际上最先进的理念、思想和技术,被认为将带来继互联网之后的第三次信息技术革命。网格技术能够实现网络虚拟环境下的大规模、高性能资源共享和协同工作,消除信息孤岛和资源孤岛。因此,我们认为,通过网格计算技术,仿人形机器人能够获得所必需的计算资源、数据资源、存储资源、设备资源。
本文对仿人形机器人的基础运行环境展开研究,创新性地提出了仿人形机器人计算平台。仿人形机器人计算平台是仿人形机器人的支撑平台,它可以为仿人形机器人提供全面的基础支持软硬件,以实现仿人形机器人的运动功能、感知功能、思维功能、人机交互等等。
本文对基于网格计算的仿人形机器人计算平台进行研究,首次完整、详细地讨论了该计算平台的分析、设计与实现。并且通过演示系统,初步证明了研究结论的正确性、分析与设计的可行性,以及实现的有效性。
文章分六个部分,第一部分介绍本文的研究意义,以及介绍机器人、机器人控制系统、高性能计算、网格计算等等与本文相关研究领域的发展现状;第二部分介绍了计算平台的总体情况,包括问题的提出、计算平台的定义、目标,以及总体设计,并着重介绍了计算平台智能层的总体结构;第三部分详细讨论计算平台的实现;作为本文的研究重点,智能层的实现独立一章,在第四部分中讨论;第五部分介绍了计算平台演示系统;第六部分是本文的结论。