1 项目项目名称名称：仿生机器鱼高效与高机动控制的理论与方法 2 推荐推荐单位单位：中国科学院 3. 项目项目简介简介：本项目属于机器人控制学科。 鱼类历经千万年的进化， 适应了复杂的水下环境， 形成了高效率、 高机动性、 低噪声的游动推进运动模式， 其运动学、 水动力学的研究对于高效、 低噪、 节能、 高机动性的新型高性能水下运载器具有重要而深远的影响。 本项目深入研究如何将鱼类游动推进模式引入仿生机器鱼的设计与控制， 提出了仿生机器鱼建模与控制的理论和方法，为新型高效、低噪、高机动性的仿生 机器鱼系统开发提供了理论基础。主要科学发现为： 1. 首次提出了描述鱼体周期性形变运动的“基波”概念，建立了仿生机器鱼的鱼 体波模型，提出了多关节仿生机器鱼稳定游动推进的控制方法，并利用研制 完成的仿生机器鱼验证鱼类游动推进机理。 2. 率先提出基于 C 曲线的动态轨迹法来实现仿生机器鱼的高机动转弯运动，构 建了仿生机器鱼三维空间复杂机动运动的智能控制方法体系框架，系统地验 证了浮潜、定深、快速起动、急转弯、转向等仿生机器鱼的运动控制，并首 次完成了机器海豚滚翻运动和跃水运动。 3. 提出仿生机器鱼的多连杆机构优化指标设计方法，推导了仿生机器鱼稳态游 动下的受力描述，提出基于神经网络模型的机构优化方法并证明了该方法的 全局指数稳定条件，通过机构优化提升了仿生机器鱼游动性能。 4. 构建了多仿生机器鱼系统基于局部信息感知和有限通讯条件的协作框架和 协调机制，提出分布式鲁棒自适应神经网络控制方法，证明了有限通讯条件 下多仿生机器鱼系统同向游动的充要条件，实现了多仿生机器鱼系统协作完 成编队、搬运、监控等作业。 八篇代表作Web of Science他引358次； 20篇核心论文专著Web of Science 他 引 602 次。引文来自 IEEE Transactions on Robotics 等本领域国际权威学术刊物， 引文作者包括MIT等大学、 研究机构的学者， 30余位IEEE Fellow。 撰写图书3 部， 获授权发明专利 15 项，获中国科学院优秀博士论文一次、北京市优秀博士论文 一次。研制的系统在 University of Hamburg、Deakin University、University of Glamorgan 等大学用于科研工作。本项目组 1 人作为学术带头人主持国家自然科 学基金委创新群体项目，2 人获得国家杰出青年基金项目，1 人获得国家优秀青 年基金项目。本项目的部分研究结果获得 2013 年度北京市科学技术一等奖（基 础研究类） 。 4. 主要主要完成人情况表完成人情况表 姓名 谭民 性别 男 排名 1 国籍 中国 出生年月 1962 年 11 月 出生地 山西 民族 汉 身份证号 110108196211128936 归国人员 归国时间 技术职称 研究员 最高学历 研究生 最高学位 博士 毕业学校 中国科学院自动化研究所 毕业时间 1990年 12月 所学专业 控制理论与控 制工程 电子邮箱 min.tania.ac.cn 办公电话 010-82544519 移动电话 13911696403 通讯地址 北京市海淀区中关村东路 95 号 邮政编码 100190 工作单位 中国科学院自动化研究所 行政职务 二级单位 党派 党员 完成单位 中国科学院自动化研究所 所在地 北京 单位性质 事业单位 参加本项目的起止时间 自 1999 年 3 月 1 日至 2011 年 12 月 30 日 对本项目主要学术贡献： 项目负责人，是四个发现点的提出者， 【代表性论文 1-8】的作者，在发现点 1 中提出了“基波”概念和模仿鱼类推进的控制算法、在发现点 2 中构建了仿生机器鱼高机动运动智能控制方法体系框架，在发现点 3 中提出了仿生机器鱼机构的优化方法，在发现点 4 中设计并提出了多仿生机器鱼协作框架。该项目研究工作量占本人工作量 90%。 曾获国家科技奖励情况： 无 声明声明： 本人遵守 国家科学技术奖励条例 及其实施细则的有关规定和国家科学技术奖励 工作办公室对推荐工作的具体要求，保证所提 交材料真实有效，且不存在任何违反中华人 民共和国保守国家秘密法和科学技术保密 规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的 情形。 该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。 如有虚假， 愿意承担相应责任并接受相应处理。 如产生争议，保证积极配合调查处理工作。 本人签名： 年月日 声明声明：本单位确认该完成人情况表真实有 效，且不存在任何违反中华人民共和国保守 国家秘密法和科学技术保密规定等相关 法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生 争议，愿意积极配合调查处理工作。 单位（盖章） 年月日 主要主要完成人情况表完成人情况表 姓名 侯增广 性别 男 排名 2 国籍 中国 出生年月 1969 年 4 月 出生地 河北 民族 汉 身份证号 130302196904273518 归国人员 归国时间 技术职称 研究员 最高学历 研究生 最高学位 博士 毕业学校 北京理工大学 毕业时间 1997 年 3 月 所学专业 控制理论与控 制工程 电子邮箱 zengguang.houia.ac.cn 办公电话 010-82544531 移动电话 13661377319 通讯地址 北京市海淀区中关村东路 95 号 邮政编码 100190 工作单位 中国科学院自动化研究所 行政职务 实验室副主任 二级单位 党派 党员 完成单位 中国科学院自动化研究所 所在地 北京 单位性质 事业单位 参加本项目的起止时间 自 1999 年 12 月 1 日至 2011 年 12 月 30 日 对本项目主要学术贡献： 项目主要完成人，是【代表性论文 2，3，4，5，7，8】的作者，在发现点 2 中提出了仿生机器鱼高机动运动智能控制方法，在发现点 3 中提出了仿生机器鱼基于神经网络的系统优化方法，在发现点 4 中提出了多仿生机器鱼系统协作控制器设计方法。该项目研究工作量占本人工作量70%。 曾获国家科技奖励情况： 无 声明声明： 本人遵守 国家科学技术奖励条例 及其实施细则的有关规定和国家科学技术奖励 工作办公室对推荐工作的具体要求，保证所提 交材料真实有效，且不存在任何违反中华人 民共和国保守国家秘密法和科学技术保密 规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的 情形。 该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。 如有虚假， 愿意承担相应责任并接受相应处理。 如产生争议，保证积极配合调查处理工作。 本人签名： 年月日 声明声明：本单位确认该完成人情况表真实有 效，且不存在任何违反中华人民共和国保守 国家秘密法和科学技术保密规定等相关 法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生 争议，愿意积极配合调查处理工作。 单位（盖章） 年月日 主要主要完成人情况表完成人情况表 姓名 喻俊志 性别 男 排名 3 国籍 中国 出生年月 1975 年 11 月 出生地 湖南 民族 汉 身份证号 140103197511026331 归国人员 归国时间 技术职称 研究员 最高学历 研究生 最高学位 博士 毕业学校 中国科学院自动化研究所 毕业时间 2004 年 3 月 所学专业 控制理论与控 制工程 电子邮箱 junzhi.yuia.ac.cn 办公电话 010-82544796 移动电话 13691055851 通讯地址 北京市海淀区中关村东路 95 号 邮政编码 100190 工作单位 中国科学院自动化研究所 行政职务 二级单位 党派 党员 完成单位 中国科学院自动化研究所 所在地 北京 单位性质 事业单位 参加本项目的起止时间 自 2001 年 10 月 1 日至 2011 年 12 月 30 日 对本项目主要学术贡献： 项目主要完成人，是【代表性论文 1 和 6】的作者，在发现点 1 中提出了鱼体波模型和机器人的推进控制方法，在发现点 2 中提出了转弯、俯仰等仿生机器鱼高机动运动智能控制方法，在发现点 3 中提出了仿生机器鱼机构的优化指标。该项目研究工作量占本人工作量 70%。 曾获国家科技奖励情况： 无 声明声明： 本人遵守 国家科学技术奖励条例 及其实施细则的有关规定和国家科学技术奖励 工作办公室对推荐工作的具体要求，保证所提 交材料真实有效，且不存在任何违反中华人 民共和国保守国家秘密法和科学技术保密 规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的 情形。 该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。 如有虚假， 愿意承担相应责任并接受相应处理。 如产生争议，保证积极配合调查处理工作。 本人签名： 年月日 声明声明：本单位确认该完成人情况表真实有 效，且不存在任何违反中华人民共和国保守 国家秘密法和科学技术保密规定等相关 法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生 争议，愿意积极配合调查处理工作。 单位（盖章） 年月日 主要主要完成人情况表完成人情况表 姓名 程龙 性别 男 排名 4 国籍 中国 出生年月 1982 年 07 月 出生地 黑龙江 民族 汉 身份证号 230102198207313416 归国人员 归国时间 技术职称 研究员 最高学历 研究生 最高学位 博士 毕业学校 中国科学院自动化研究所 毕业时间 2009 年 7 月 所学专业 控制理论与控 制工程 电子邮箱 long.chengia.ac.cn 办公电话 010-82544522 移动电话 13811610634 通讯地址 北京市海淀区中关村东路 95 号 邮政编码 100190 工作单位 中国科学院自动化研究所 行政职务 二级单位 党派 群众 完成单位 中国科学院自动化研究所 所在地 北京 单位性质 事业单位 参加本项目的起止时间 自 2005 年 9 月 1 日至 2011 年 12 月 30 日 对本项目主要学术贡献： 项目主要完成人，是【代表性论文2，4，5，7，8】的作者。在发现点3中提出了仿生机器鱼基于神经网络的系统优化方法，在发现点4中提出了多仿生机器人协作控制器设计方法。该项目研究工作量占本人工作量60%。 曾获国家科技奖励情况： 无 声明声明： 本人遵守 国家科学技术奖励条例 及其实施细则的有关规定和国家科学技术奖励 工作办公室对推荐工作的具体要求，保证所提 交材料真实有效，且不存在任何违反中华人 民共和国保守国家秘密法和科学技术保密 规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的 情形。 该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。 如有虚假， 愿意承担相应责任并接受相应处理。 如产生争议，保证积极配合调查处理工作。 本人签名： 年月日 声明声明：本单位确认该完成人情况表真实有 效，且不存在任何违反中华人民共和国保守 国家秘密法和科学技术保密规定等相关 法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生 争议，愿意积极配合调查处理工作。 单位（盖章） 年月日 主要主要完成人情况表完成人情况表 姓名 王硕 性别 男 排名 5 国籍 中国 出生年月 1973 年 01 月 出生地 辽宁 民族 汉 身份证号 210103197301163053 归国人员 归国时间 技术职称 研究员 最高学历 研究生 最高学位 博士 毕业学校 中国科学院自动化研究所 毕业时间 2001 年 6 月 所学专业 控制理论与控 制工程 电子邮箱 shuo.wangia.ac.cn 办公电话 010-82544525 移动电话 13671107426 通讯地址 北京市海淀区中关村东路 95 号 邮政编码 100190 工作单位 中国科学院自动化研究所 行政职务 二级单位 党派 党员 完成单位 中国科学院自动化研究所 所在地 北京 单位性质 事业单位 参加本项目的起止时间 自 1999 年 3 月 1 日至 2011 年 12 月 30 日 对本项