仿生機器人技術(shù)簡介

1、仿生機器人技術(shù)簡介 定義 分類 特點 國內(nèi)外研究情況 目前存在難題 發(fā)展方向 仿生機器人定義 模仿自然界中生物的外形、運動原理或行為方式的系統(tǒng)，能從事生物特點工作的機器人。返回首頁按照所模仿對象進行分類 仿人，包括仿人的機械臂和仿人步行。 仿生物。 生物機器人。返回首頁仿生機器人特點 多為冗余自由度或超冗余自由度的機器人，機構(gòu)復(fù)雜。 其驅(qū)動方式不同于常規(guī)的關(guān)節(jié)型機器人，通常采用繩索、人造肌肉或形狀記憶合金等驅(qū)動。返回首頁仿生機器人國內(nèi)外研究情況 水下仿生機器人 空中仿生機器人 地面仿生機器人 仿人機器人 生物機器人返回首頁水下仿生機器人北航水下仿生機器魚日本水下仿生機器魚日本水下仿生機器人美國

2、返回首頁空中仿生機器人 定義 舉例空中仿生機器人定義 具有自主導(dǎo)航能力，無人駕駛的飛行器。返回空中仿生機器人舉例 美國機器蠅 法國機器鳥返回首頁地面仿生機器人 蛇形機器人 爬壁機器人 仿尺蠖機器人返回返回蛇形機器人返回返回尺蠖機器人返回返回爬壁機器人返回首頁仿人機器人 仿人肢體型 仿人雙足型返回首頁日本雙足機器人 日本本田和大阪大學聯(lián)合研制的P1,P2,P3型仿人步行機器人。 在P3基礎(chǔ)上研制了ASIMO智能機器人（1.2m,43kg,)爬樓梯，6km/h奔跑，聲音識別，通過頭部照相機捕捉畫面識別人類各種手勢和10種臉型。返回生物機器人 即活體生物的人工控制。返回首頁仿生機器人發(fā)展方向 結(jié)構(gòu)微

3、型化用于小型管道的檢測等 可重構(gòu)機器人（模塊化和可重組）-軍事偵察、災(zāi)害現(xiàn)場調(diào)查 實用性服務(wù)型機器人 仿生機器人群機器人生產(chǎn)線、無人作戰(zhàn)機群 新型仿生原理機器人運動機理的建模、生物行為方式的研究。 智能化：非結(jié)構(gòu)環(huán)境下具有普遍實用意義的自主步態(tài)規(guī)劃生成及控制。返回首頁蟑螂機器人返回首頁機器蠅返回機器鳥返回機械手 國外先進機械手 哈工大靈巧手 北航靈巧手返回東京機器手i機器手卡門機械臂返回返回日本靈巧手 4指，各三個關(guān)節(jié)，全手共14個自由度。返回仿生微型機器人 仿生微型機器人定義 國內(nèi)外研究投入情況 發(fā)展方向返回仿生微型機器人國內(nèi)外研究情況日本通產(chǎn)省“微型機械十年計劃”（93年開始）經(jīng)費250億

4、日元 體積1立方cm 零件尺寸100微米以下 用于核電站管道維護和人體疾病治療德國為期3年 6000萬英鎊 “毫微米技術(shù)開發(fā)計劃”美國螞蟻微型機器人、蒼蠅微型機器人中國主要集中在高校 比如上交的六足微小型仿蟑螂機器人返回仿生微型機器人發(fā)展方向 微型能源 微驅(qū)動和控制技術(shù) 納米級尺寸的發(fā)展 新型仿生原理機器人返回蜜蜂沙漠螞蟻螞蟻化學導(dǎo)航返回返回CPG在仿生機器人技術(shù)中的應(yīng)用 CPG（central pattern generator),生物利用CPG振蕩網(wǎng)絡(luò)的自激行為產(chǎn)生有節(jié)律的協(xié)調(diào)運動。 基于CPG原理的運動控制是新興的機器人運動控制方法。 基于CPG網(wǎng)絡(luò)的特點，可以作為機器人運動的底層控制器

5、。 目前已經(jīng)實現(xiàn)了運用Labview完成CPG神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的軟件實現(xiàn)，并應(yīng)用于舵機驅(qū)動爬壁機器人的運動控制。 在仿生機器人中的應(yīng)用實例。返回CPG網(wǎng)絡(luò)的特點 可以在缺乏高層命令和外部反饋的情況下自動產(chǎn)生穩(wěn)定的節(jié)律信號，而反饋信號和高層命令又可以對CPG的行為進行調(diào)節(jié)。 通過相位鎖定，可以產(chǎn)生多種穩(wěn)定、自然的相位關(guān)系，實現(xiàn)不同的運動模式。 易于和輸入信號或物理系統(tǒng)耦合，使節(jié)律行為在整個系統(tǒng)中傳導(dǎo)。 結(jié)構(gòu)簡單，具有很強的適應(yīng)性。返回CPG單元CPG神經(jīng)元結(jié)構(gòu)圖CPG網(wǎng)絡(luò)返回舵機驅(qū)動爬壁機器人返回CPG在仿生機器人中的應(yīng)用實例 魚形機器人-國防科大，由兩個神經(jīng)元和簡單連接關(guān)系組成，其振蕩的收斂速度，幅度和頻率分別由動力學方程中的三個參數(shù)獨立控制，該系統(tǒng)能夠?qū)?、停止和直線巡游等動作進行良好控制。 蛇形機器人-中科院，構(gòu)建了蛇形機器人CPG網(wǎng)絡(luò)模型，通過動力學仿真驗證了該CPG網(wǎng)絡(luò)對蜿蜒運動控制的有效性，并仿真驗證了轉(zhuǎn)彎控制。返回ASIMO終結(jié)者返回人造肌肉人造肌