具身智能机器人建模与仿真：关键技术与案例研究

具身智能工业机器人是构建未来智能工厂的核心基石，对于实现复杂精细作业与柔性生产，提升质量效率，驱动产业从“标准化”迈向“定制化”具有重要意义。建模与仿真是具身智能机器人的核心技术，能够通过创建高保真、可控制的虚拟环境，为机器人的训练、测试和验证提供了安全高效的解决方案。报告首先从“感知-决策-行动-反馈-学习”闭环的角度，系统梳理具身智能机器人建模与仿真相关关键技术，包括物理建模与仿真引擎、环境与场景建模、 机器人智能体建模，以及仿真到现实的迁移等技术，指出其能够通过构建一个高保真、高效率、高安全性的虚拟试验场，从而地加速“感知-决策-行动-学习”闭环的迭代速度，解决纯物理世界中训练智能体所面临的数据、效率和安全三大瓶颈；其次，介绍课题组在具身智能工业机器人，尤其是建模与仿真方面所做的探索，包括高保真工业机器人数字孪生建模与仿真、具身智能工业机器人精密装配等技术研究和系统开发等。最后，对具身智能机器人领域建模与仿真技术的发展趋势和挑战进行总结、分析与展望。

刘永奎，西安电子科技大学教授，博士生导师，机器人工程系主任，主要从事具身智能机器人操作与装配、机器人数字孪生与智能应用、人形机器人作业技术及灵巧手等方面的研究。2015年5月到2018年6月先后在新西兰奥克兰大学、瑞典皇家理工学院从事博士后研究。2021-2025连续两年入选“全球前2%顶尖科学家年度科学影响力”榜单。研究工作获北京市科学技术协会首都前沿学术成果、陕西省高等学校科学技术研究优秀成果二等奖（排名第一）、宁波市科学技术成果奖等。在国内外著名期刊和会议上发表论文90余篇，出版英文专著《Service Management and Scheduling in Cloud Manufacturing》和教材《智能工业机器人技术》，主持和参与包括国家重点研发计划项目、中国博士后科学基金面上和特别资助项目、国家自然科学基金青年和面上项目等20余项，担任国际期刊Embodied Intelligence and Robotics、Robotics and Computer-Integrated Manufacturing、《机器人技术与应用》等期刊的编委或客座编辑，以及中国自动化学会机器人专业委员会委员等。