仿生机器人课件.ppt

仿生机器人简介,卢云崔龙飞,机器人的发展过程,第一代机器人是20世纪60年代的点焊机器人，其特征是能够按照事先教给它的程序反复进行动作的“ 重复机械” 。第二代机器人是20世纪70 年代的弧焊机器人 ，其特征是可以根据作业对象的状况改变作业内容 ，即所谓“知觉判断”机器人， 需要传感装置。第三代机器人是20世纪80年代的通用组装机器人， 是具有学习功能的智能机器人。 第四代是2000年以后的机器人。,仿生机器人的定义,简单地说，仿生机器人就是模仿自然界中生物的外部形状或某些机能的机器人系统 从本质上来讲，所谓“仿生机器人”就是指利用各种机电液光等各种无机元器件和有机功能体相配合所组建起来的在运动机理和行为方式感知模式和信息处理控制协调和计算推理能量代谢和材料结构等多方面具有高级生命形态特征从而可以在未知的非结构化环境下精确地灵活地可靠地高效地完成各种复杂任务的机器人系统 。,仿生机器人特点,多为冗余自由度或超冗余自由度的机器人，机构复杂。其驱动方式不同于常规的关节型机器人，通常采用绳索、人造肌肉或形状记忆合金等驱动。,仿生机器人分类,1.从功能上仿生。其目的是使人造的机械具有或能够部分实现高级动物丰富的功能，如思维、感知、运动、操作等，这在智能机器人的研究中具有重大意义。2.从结构上仿生。使人造的机械臂通过研究生物肌体的构造，建造类似生物体或其中一部分的机械装置，通过结构相似实现功能相近。3.从控制上仿生。其中再分为高级神经系统仿生、低级神经系统仿生、进化机制的仿生等。,仿生机器人的系统组成,控制器,传感器,驱动和传动装置,执行机构,仿生机器人国内外研究热点,1.飞行机器人,人工昆虫,机器苍蝇,高空无人侦察机,2.水下机器人,电子水母宠物,勘探用水下机器人,金枪鱼机器人日本,金枪鱼机器人，行驶速度可达20节，是名副其实的水下游动机器。它的灵活性远远高于现有的潜艇，几乎可以达到水下任何区域，由人遥控，它可轻而易举地进入海底深处的海沟和洞穴，悄悄地溜进敌方的港口，进行侦察而不被发觉。作为军用侦察和科学探索工具，其发展和应用的前景十分广阔。,3. 陆上机器人,3.1 仿人机器人,本田机器人,中国研制的仿人形机器人,会骑自行车的机器人,日本sony机器人舞蹈,3.2蛇形机器人,3.3爬壁机器人,仿生机器人发展方向,1 .特种仿生机器人 自然界各种生物千姿百态 ，根据各种生物各自的特点 ，研制出更多种类的能适应特定自然环境的特种仿生机器人 ，是未来仿生机器人进一步的发展方向。例如， 能够在管道内蠕动的机器蚯蚓即是基于仿生学原理设计的管道机器人。2.仿生机器人的微型化 仿生机器人的微型化的关键是实现机电系统的微型化。将驱动器、 传动装置、 传感器、 控制器、 电源等集成到一块硅片上 ，构成微机电系统。 目前 ，由微机电系统制成的部分微型仿生机器人已经由实验室研究进入实际应用阶段。,3.仿生机器人的仿形 仿生机器人的外形与所模仿的生物的相似性 ，也是仿生机器人研究的热点之一。 在军事侦察和间谍任务中 ，应用与生物外形完全一致的机器人 ，将能更隐蔽地、 更安全地完成任务。 4.生物机器人 生物机器人即活体生物的人工控制 ，是生物学、信息学、 测控技术、 微机电系统技术高度发展并且相互结合的产物。 世界各国早已开展利用动物作战的研究。如训练狗钻入敌方要地将其炸毁 ，或利用海豚侦察潜艇等。 现在更多的国家都在研究将微型传感器安装到小动物