仿生机器人是机器人领域的一个重要分支,也是近年 来机器人技术的重要发展方向之一,它是将仿生学应用到 机器人设计领域的产物,仿生机器人可以看作机器人发展 的高级阶段。仿生机器人是通过对自然界中各种生物的外 部形状、运动原理和行为方式进行研究,然后将研究结果 应用到机器人设计领域,从而设计出能模仿并完成相关生 物行为的机械系统。我们可以通过一个简单的例子来加深 理解:三国时期,诸葛亮为了帮助蜀军运粮草,发明了“木 牛流马”;“木牛流马”完全可以看作是低配版的仿生机 器人,通过研究牛、马的运动原理,从而设计出相应的器 械来模拟牛、马的运动,进而帮助蜀军运粮,节省运粮的 人力成本。
根据仿生机器人使用环境的不同,一般将仿生机器人 分为三类:水下仿生机器人、空中仿生机器人和陆地仿生 机器人。水下仿生机器人主要是通过模仿各种水生生物的 生物特性设计的水下机器人,比如 : 电影里经常看见的机 器鱼、机器螃蟹等;空中仿生机器人则是模仿各种飞行生 物的生物特性设计的飞行机器人,比如:达·芬奇 1485 年根据鸟类飞行原理设计的朴翼式飞机图纸;陆地仿生机 器人是当前仿生机器人研究的主要方向,通过对陆地生物(比如:人、狗、蛇、青蛙等)的组织机构和运动原理进 行研究,从而设计出的陆地机器人,比如:双足步行机器 人、多足移动机器人、蛇形机器人和跳跃机器人等。
2017 年,波士顿动力首次对外展示了 SpotMini 机器狗, 这个纯电动机器人在充满电的情况下可以使用 90 分钟, 最大载重量为 14 千克。SpotMini 的体积小,其长度为 0.84 米,与普通的中大型犬差不多。2018 年 5 月,SpotMini 在实用性上做了探索,改进后的机器狗更加智能,全新的 导航系统让它在被遛的过程中可以进行“记忆”,之后就 可以在被遛过的地方进行自主巡逻。
仿生机器人由于是通过模仿生物界中各种现实生物的 生物特性设计的机器人,因而其能较好地完成各种具有生 物特点的工作,被广泛应用于反恐防爆、太空探索、抢险 救灾等不适合由人来完成的危险任务中,比如:反恐防暴任务中完成各种拆弹任务的拆弹机器人,通过使用拆弹机器 人来完成拆弹任务可以最大限度地减少人员伤亡。仿生机器 人从早期单纯的外形模仿,到后来简单的行动模仿,到如今 利用传感器和数据融合技术来对环境的变化做出正确的判断 和反应,从而适应环境的变化,其正一步步朝着智能化的方 向发展;在未来,仿生机器人不仅具备对环境的感知能力, 还会有更好的决策能力,能够对环境的变化做出更好的响应, 从而完成更加复杂的任务。
仿生机器人是机器人领域的一个重要分支,也是近年 来机器人技术的重要发展方向之一,它是将仿生学应用到 机器人设计领域的产物,仿生机器人可以看作机器人发展 的高级阶段。仿生机器人是通过对自然界中各种生物的外 部形状、运动原理和行为方式进行研究,然后将研究结果 应用到机器人设计领域,从而设计出能模仿并完成相关生 物行为的机械系统。我们可以通过一个简单的例子来加深 理解:三国时期,诸葛亮为了帮助蜀军运粮草,发明了“木 牛流马”;“木牛流马”完全可以看作是低配版的仿生机 器人,通过研究牛、马的运动原理,从而设计出相应的器 械来模拟牛、马的运动,进而帮助蜀军运粮,节省运粮的 人力成本。
根据仿生机器人使用环境的不同,一般将仿生机器人 分为三类:水下仿生机器人、空中仿生机器人和陆地仿生 机器人。水下仿生机器人主要是通过模仿各种水生生物的 生物特性设计的水下机器人,比如 : 电影里经常看见的机 器鱼、机器螃蟹等;空中仿生机器人则是模仿各种飞行生 物的生物特性设计的飞行机器人,比如:达·芬奇 1485 年根据鸟类飞行原理设计的朴翼式飞机图纸;陆地仿生机 器人是当前仿生机器人研究的主要方向,通过对陆地生物(比如:人、狗、蛇、青蛙等)的组织机构和运动原理进 行研究,从而设计出的陆地机器人,比如:双足步行机器 人、多足移动机器人、蛇形机器人和跳跃机器人等。
2017 年,波士顿动力首次对外展示了 SpotMini 机器狗, 这个纯电动机器人在充满电的情况下可以使用 90 分钟, 最大载重量为 14 千克。SpotMini 的体积小,其长度为 0.84 米,与普通的中大型犬差不多。2018 年 5 月,SpotMini 在实用性上做了探索,改进后的机器狗更加智能,全新的 导航系统让它在被遛的过程中可以进行“记忆”,之后就 可以在被遛过的地方进行自主巡逻。
仿生机器人由于是通过模仿生物界中各种现实生物的 生物特性设计的机器人,因而其能较好地完成各种具有生 物特点的工作,被广泛应用于反恐防爆、太空探索、抢险 救灾等不适合由人来完成的危险任务中,比如:反恐防暴任务中完成各种拆弹任务的拆弹机器人,通过使用拆弹机器 人来完成拆弹任务可以最大限度地减少人员伤亡。仿生机器 人从早期单纯的外形模仿,到后来简单的行动模仿,到如今 利用传感器和数据融合技术来对环境的变化做出正确的判断 和反应,从而适应环境的变化,其正一步步朝着智能化的方 向发展;在未来,仿生机器人不仅具备对环境的感知能力, 还会有更好的决策能力,能够对环境的变化做出更好的响应, 从而完成更加复杂的任务。