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1、仿生機(jī)器人介紹,,內(nèi)容提要,仿生機(jī)器人的定義 仿生機(jī)器人的分類 仿生機(jī)器人的特點(diǎn) 仿生機(jī)器人的國內(nèi)外研究情況 仿生機(jī)器人的發(fā)展方向,仿生機(jī)器人的定義,“仿生機(jī)器人”是指模仿生物、從事生物特點(diǎn)工作的機(jī)器人。目前在西方國家，機(jī)械寵物十分流行，另外，仿麻雀機(jī)器人可以擔(dān)任環(huán)境監(jiān)測的任務(wù)，具有廣闊的開發(fā)前景。二十一世紀(jì)人類將進(jìn)入老齡化社會，發(fā)展“仿人機(jī)器人”將彌補(bǔ)年輕勞動力的嚴(yán)重不足，解決老齡化社會的家庭服務(wù)和醫(yī)療等社會問題，并能開辟新的產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會?！?仿生機(jī)器人的分類,仿人，主要指模仿人外形的機(jī)器人，也包括仿人的機(jī)械臂和仿人步行。 仿生物，主要指外形模仿生物的機(jī)器人，例如機(jī)器袋鼠，機(jī)器魚，

2、機(jī)器企鵝等。 生物機(jī)器人，生物機(jī)器人是利用單細(xì)胞打造成的，具有特殊功能特性的機(jī)器人，他們能夠完成普通仿真機(jī)器人所不能完成的任務(wù)，生物機(jī)器人被設(shè)計(jì)成通過光和電磁刺激來激發(fā)化學(xué)反應(yīng)。,仿生機(jī)器人的特點(diǎn),多為冗余自由度或超冗余自由度的機(jī)器人，機(jī)構(gòu)復(fù)雜。 其驅(qū)動方式不同于常規(guī)的關(guān)節(jié)型機(jī)器人，通常采用繩索、人造肌肉或形狀記憶合金等驅(qū)動。,水下機(jī)器人,無人遙控潛水器，也稱水下機(jī)器人。一種工作于水下的極限作業(yè)機(jī)器人，能潛入水中代替人完成某些操作，又稱潛水器。水下環(huán)境惡劣危險(xiǎn)，人的潛水深度有限，所以水下機(jī)器人已成為開發(fā)海洋的重要工具。 無人遙控潛水器主要有，有纜遙控潛水器和無纜遙控潛水器兩種，其中有纜避控潛水

3、器又分為水中自航式、拖航式和能在海底結(jié)構(gòu)物上爬行式三種。,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,水下仿生機(jī)器人,機(jī)器魚,機(jī)器魚“自由泳”,“過龍門”,在水中“戲球 ”,自主地避開障礙物,,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,【最新版機(jī)器金槍魚】 如圖所示，這是美國麻省理工學(xué)院最新款機(jī)器金槍魚，它柔韌的身體內(nèi)部整合了1個發(fā)動機(jī)和6個可移動部件，使其能更好地模擬真實(shí)金槍魚的活動。它的身體是由軟聚合體制成，該材料不會受到水的腐蝕作用。 真實(shí)的金槍魚每秒可游動自已體長10倍的距離，而這款機(jī)器人僅能每秒游動相當(dāng)于自身體長的距離。,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,【機(jī)器企鵝】 如圖所示，機(jī)器企鵝可以無需人們的幫助下在池塘中巡游，但并

4、不像真實(shí)企鵝那樣可以背身反向游動。 機(jī)器企鵝是由德國費(fèi)斯托工程公司設(shè)計(jì)制造，據(jù)悉，該公司主要面向汽車行業(yè)出售充氣裝置。機(jī)器企鵝是一款最新型設(shè)計(jì)，充分結(jié)合了該公司的仿生技術(shù)。,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,【機(jī)器水母】 如圖所示，德國費(fèi)斯托工程公司設(shè)計(jì)的機(jī)器水母足以讓人們大吃一驚，它們通過內(nèi)置在圓頂結(jié)構(gòu)中的11個紅外線發(fā)光二極管，可以彼此之間進(jìn)行溝通聯(lián)系。該公司使用機(jī)器水母測試大規(guī)模工程故障是否可以通過許多小型機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)作來完成。,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,空中仿生機(jī)器人,飛行機(jī)器人即具有自主導(dǎo)航能力的無人駕駛飛行器,這類機(jī)器人活動空間廣闊、運(yùn)動速度快,居高臨下不受地形限制.在軍事、森林火災(zāi)以及災(zāi)

5、難搜救中,前景極好.其飛行原理分為:固定翼飛行、旋翼飛行和撲翼飛行.固定翼技術(shù)已經(jīng)成熟,其翼展200mm以下不足以產(chǎn)生足夠的升力.目前國內(nèi)外廣泛關(guān)注的微型飛行器側(cè)重于撲翼機(jī)的研究.它模仿鳥類或昆蟲的撲翼飛行原理,故被稱為“人工昆蟲”.其特點(diǎn)是將舉升、懸停和推進(jìn)功能集于一個撲翼系統(tǒng),可以用很小的能量做長距離飛行,同時具有較強(qiáng)的機(jī)動性,適合于長時間無能源補(bǔ)給及遠(yuǎn)距離條件下執(zhí)行任務(wù)。,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,機(jī)器蒼蠅的體重只有六十毫克，翼展也僅僅有三厘米，它是典型的仿生學(xué)產(chǎn)品，其飛行運(yùn)動原理和真的蒼蠅非常相似，在哈佛大學(xué)完成了它的首飛。 當(dāng)機(jī)器人學(xué)家第一次看到他們的作品開始運(yùn)動和具有“生命”時，沒

6、有其他比在此時更具有價值的時刻了。而羅伯特伍德，就在一年前的此時，當(dāng)羅伯特伍德的第一雙人工翅膀展翅飛翔的時候，這種初為人父般的驕傲來臨了。,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,機(jī)器鳥是一種外形酷似鷹的遙控飛行器，希望它能在機(jī)場上嚇跑其他鳥類，防止事故發(fā)生。但其效果有待時間檢驗(yàn)。 這是一種名為GreenX的機(jī)器鳥，外形酷似鷹，地面人員像遙控飛機(jī)一樣指揮機(jī)器鳥的飛行。它們可以在空中滑翔、俯沖或者急速扇動翅膀，鳥類的所有動作，機(jī)器鳥都能完成。,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,蛇形機(jī)器人,英國倫敦大學(xué)的計(jì)算機(jī)專家目前正在開發(fā)一種低成本的軍事偵察機(jī)器人，這種無輪的蛇形機(jī)器人擁有一套根據(jù)“適者生存”法則開發(fā)的智能軟件，可

7、以幫助它在戰(zhàn)場上受傷或損壞關(guān)鍵“肌肉”的部位進(jìn)化，不會影響它繼續(xù)前進(jìn)。研究人員還為它設(shè)計(jì)了可傳送高質(zhì)量圖像和聲音的變形天線。,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,人工智能機(jī)器狗“愛寶”（Aibo）,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,寵物“小狗”的主人們可以通過個人計(jì)算機(jī)，在無線環(huán)境下完成控制、編程以及導(dǎo)航操作。而軟件系統(tǒng)的更新改進(jìn)，加快了機(jī)器狗愛寶“頭腦”的反應(yīng)時間，使它能夠更好地執(zhí)行主人們的聲音指令， 索尼公司如此表示。新一代“愛寶”還裝有一個與微軟公司Outlook 軟件兼容的日程安排程序，因此，這只機(jī)器狗可以及時地提醒它的主人們，不要忘記約會的時間。,仿人機(jī)器人,模仿人的形態(tài)和行為而設(shè)計(jì)制造的機(jī)器人就是仿

8、人機(jī)器人，一般分別或同時具有仿人的四肢和頭部。中國科技大學(xué)陳小平教授介紹，機(jī)器人一般根據(jù)不同應(yīng)用需求被設(shè)計(jì)成不同形狀，如運(yùn)用于工業(yè)的機(jī)械臂、輪椅機(jī)器人、步行機(jī)器人等。而仿人機(jī)器人研究集機(jī)械，電子，計(jì)算機(jī)，材料，傳感器，控制技術(shù)等多門科學(xué)于一體，代表著一個國家的高科技發(fā)展水平。從機(jī)器人技術(shù)和人工智能的研究現(xiàn)狀來看，要完全實(shí)現(xiàn)高智能，高靈活性的仿人機(jī)器人還有很長的路要走，而且，人類對自身也沒有徹底地了解，這些都限制了仿人機(jī)器人的發(fā)展。,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,日本雙足機(jī)器人,日本本田和大阪大學(xué)聯(lián)合研制的P1,P2,P3型仿人步行機(jī)器人。 在P3基礎(chǔ)上研制了ASIMO智能機(jī)器人（1.2m,43kg

9、,)爬樓梯，6km/h奔跑，聲音識別，通過頭部照相機(jī)捕捉畫面識別人類各種手勢和10種臉型。,返回,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,生物機(jī)器人,生物機(jī)器人是指利用動物體的運(yùn)動機(jī)能!動力供應(yīng)體制 從動物運(yùn)動的感受傳入或神經(jīng)支配入手實(shí)現(xiàn)對動物的運(yùn)動和某些行為的人為控制從而利用動物特長代替人類完成人所不能和人所不敢的特殊任務(wù) 利用生物控制技術(shù)研制生物機(jī)器人始于上世紀(jì)90年代 是電子信息技術(shù)!微制造技術(shù)和生物科學(xué)高度發(fā)展與相互融合的產(chǎn)物是目前科技發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。,仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況,仿生機(jī)器人發(fā)展方向,結(jié)構(gòu)微型化用于小型管道的檢測等 可重構(gòu)機(jī)器人（模塊化和可重組）--軍事偵察、災(zāi)害現(xiàn)場調(diào)查 實(shí)用性服務(wù)型機(jī)器人 仿生機(jī)器人群機(jī)器人生產(chǎn)線、無人作戰(zhàn)機(jī)群 新型仿生原理機(jī)器人運(yùn)動機(jī)理的建模、生物行為方式的研究。 智能化：非結(jié)構(gòu)環(huán)境下具有普遍實(shí)用意義的自主步態(tài)規(guī)劃生成及控制。,謝謝觀看！,