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基于人臂动作基元与运动预测的拟人臂运动规划方法研究的任务书
一、任务背景及意义
拟人机器人是一种集感知、计算、控制、动力等多种技术于一体的高新技术设备。它不仅能够成为人们的家庭助手，辅助人们完成诸如打扫卫生、烹饪、清洗等家庭琐事，且能够应用于更广泛的领域，如医疗、军事、金融等。而拟人机器人的臂部运动规划技术，是其能够成功完成各种任务的关键技术之一。
当前，拟人臂部运动规划技术研究主要集中于基于机械臂的规划，但这类技术存在着缺陷。例如，在基于机械臂的规划中，机械臂的自由度不足，致使其不够灵活，难以实现复杂的运动轨迹规划。此外，机械臂的运动速度过于缓慢，无法满足实际应用的需要。
因此，本研究旨在探索一种基于人臂动作基元与运动预测的拟人臂运动规划方法，旨在解决机械臂自由度不足、运动速度缓慢等问题，从而实现更加高效灵活的拟人臂部运动规划。
二、研究内容和目标
（一）研究内容
本研究将基于人臂动作基元及运动预测，提出一种拟人臂部运动规划方法。具体研究内容包括以下几个方面：
1.建立人臂运动基元模型。通过对大量人臂运动数据的分析，提取人臂运动基元，并建立相应的人臂动作基元模型。
2.运动预测方法研究。基于人臂运动基元模型，研究运动预测方法，实现对拟人臂部运动的预测。
3.拟人臂部运动规划方法研究。基于运动预测方法，研究拟人臂部运动规划方法，实现对拟人臂部运动轨迹的规划。
4.算法实现及实验验证。将拟人臂部运动规划方法实现为计算机算法，并通过实验验证，验证拟人臂部运动规划的效果及性能。
（二）研究目标
本研究旨在实现基于人臂动作基元及运动预测的拟人臂部运动规划方法，解决机械臂自由度不足、运动速度缓慢等问题。具体目标包括：
1.研究人臂运动基元模型的建立方法，提高模型的精度和鲁棒性。
2.研究运动预测方法，实现对拟人臂部运动的预测。
3.研究拟人臂部运动规划方法，实现对拟人臂部运动轨迹的规划。
4.实现算法，并进行实验验证，验证拟人臂部运动规划的效果及性能。
三、研究方法和方案
（一）研究方法
本研究采用实验研究法和理论研究法相结合的方法。具体研究方法包括：
1.数据分析：收集大量的人臂运动数据，通过对数据的分析，提取出人臂动作基元。
2.理论模型设计：在人臂运动基元的基础上，设计运动预测及拟人臂部运动规划模型。
3.算法实现：将拟人臂部运动规划方法实现为计算机算法，并进行模拟实验验证拟人臂部运动规划的效果及性能。
（二）研究方案
1.数据采集方案：采用深度相机等传感器进行人臂运动数据采集，建立数据集用于提取人臂运动基元。
2.理论模型设计方案：在数据分析的基础上，建立人臂动作基元模型，研究运动预测及拟人臂部运动规划方法。
3.算法实现方案：基于理论模型的设计，利用计算机语言编程实现算法，并进行模拟实验验证。
四、研究进度和预期成果
（一）研究进度
本研究的工作将按照以下进度进行：
1.第一年：数据采集和处理，人臂运动基元模型建立方法的研究。
2.第二年：运动预测方法研究、拟人臂部运动规划方法研究。
3.第三年：算法实现、实验验证、论文撰写。
（二）预期成果
本研究的预期成果包括：
1.人臂运动基元模型设计方法。
2.拟人臂部运动规划方法研究。
3.利用计算机语言实现拟人臂部运动规划算法。
4.原创性学术论文1篇。
五、预期产生贡献
本研究将为拟人机器人领域的发展做出贡献：
1.研究出基于人臂动作基元与运动预测的拟人臂运动规划方法。该方法可应用于更广泛的领域，如医疗、军事、金融等。
2.缩短拟人机器人的制造周期，增强其在生产线、仓库等场景中的适用性。
3.提高拟人机器人的工作效率，降低成本。