仿生机器人介绍优秀课件

仿生机器人介绍 1 内容提要 仿生机器人的定义仿生机器人的分类仿生机器人的特点仿生机器人的国内外研究情况仿生机器人的发展方向 2 仿生机器人的定义 仿生机器人 是指模仿生物 从事生物特点工作的机器人 目前在西方国家 机械宠物十分流行 另外 仿麻雀机器人可以担任环境监测的任务 具有广阔的开发前景 二十一世纪人类将进入老龄化社会 发展 仿人机器人 将弥补年轻劳动力的严重不足 解决老龄化社会的家庭服务和医疗等社会问题 并能开辟新的产业 创造新的就业机会 3 仿生机器人的分类 仿人 主要指模仿人外形的机器人 也包括仿人的机械臂和仿人步行 仿生物 主要指外形模仿生物的机器人 例如机器袋鼠 机器鱼 机器企鹅等 生物机器人 生物机器人是利用单细胞打造成的 具有特殊功能特性的机器人 他们能够完成普通仿真机器人所不能完成的任务 生物机器人被设计成通过光和电磁刺激来激发化学反应 4 仿生机器人的特点 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 5 水下机器人 无人遥控潜水器 也称水下机器人 一种工作于水下的极限作业机器人 能潜入水中代替人完成某些操作 又称潜水器 水下环境恶劣危险 人的潜水深度有限 所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具 无人遥控潜水器主要有 有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种 其中有缆避控潜水器又分为水中自航式 拖航式和能在海底结构物上爬行式三种 仿生机器人国内外研究情况 6 水下仿生机器人 机器鱼 机器鱼 自由泳 过龙门 在水中 戏球 自主地避开障碍物 仿生机器人国内外研究情况 7 最新版机器金枪鱼 如图所示 这是美国麻省理工学院最新款机器金枪鱼 它柔韧的身体内部整合了1个发动机和6个可移动部件 使其能更好地模拟真实金枪鱼的活动 它的身体是由软聚合体制成 该材料不会受到水的腐蚀作用 真实的金枪鱼每秒可游动自已体长10倍的距离 而这款机器人仅能每秒游动相当于自身体长的距离 仿生机器人国内外研究情况 8 机器企鹅 如图所示 机器企鹅可以无需人们的帮助下在池塘中巡游 但并不像真实企鹅那样可以背身反向游动 机器企鹅是由德国费斯托工程公司设计制造 据悉 该公司主要面向汽车行业出售充气装置 机器企鹅是一款最新型设计 充分结合了该公司的仿生技术 仿生机器人国内外研究情况 9 机器水母 如图所示 德国费斯托工程公司设计的机器水母足以让人们大吃一惊 它们通过内置在圆顶结构中的11个红外线发光二极管 可以彼此之间进行沟通联系 该公司使用机器水母测试大规模工程故障是否可以通过许多小型机器人系统协作来完成 仿生机器人国内外研究情况 10 空中仿生机器人 飞行机器人即具有自主导航能力的无人驾驶飞行器 这类机器人活动空间广阔 运动速度快 居高临下不受地形限制 在军事 森林火灾以及灾难搜救中 前景极好 其飞行原理分为 固定翼飞行 旋翼飞行和扑翼飞行 固定翼技术已经成熟 其翼展200mm以下不足以产生足够的升力 目前国内外广泛关注的微型飞行器侧重于扑翼机的研究 它模仿鸟类或昆虫的扑翼飞行原理 故被称为 人工昆虫 其特点是将举升 悬停和推进功能集于一个扑翼系统 可以用很小的能量做长距离飞行 同时具有较强的机动性 适合于长时间无能源补给及远距离条件下执行任务 仿生机器人国内外研究情况 11 机器苍蝇的体重只有六十毫克 翼展也仅仅有三厘米 它是典型的仿生学产品 其飞行运动原理和真的苍蝇非常相似 在哈佛大学完成了它的首飞 当机器人学家第一次看到他们的作品开始运动和具有 生命 时 没有其他比在此时更具有价值的时刻了 而罗伯特伍德 就在一年前的此时 当罗伯特伍德的第一双人工翅膀展翅飞翔的时候 这种初为人父般的骄傲来临了 仿生机器人国内外研究情况 12 机器鸟是一种外形酷似鹰的遥控飞行器 希望它能在机场上吓跑其他鸟类 防止事故发生 但其效果有待时间检验 这是一种名为GreenX的机器鸟 外形酷似鹰 地面人员像遥控飞机一样指挥机器鸟的飞行 它们可以在空中滑翔 俯冲或者急速扇动翅膀 鸟类的所有动作 机器鸟都能完成 仿生机器人国内外研究情况 13 蛇形机器人 英国伦敦大学的计算机专家目前正在开发一种低成本的军事侦察机器人 这种无轮的蛇形机器人拥有一套根据 适者生存 法则开发的智能软件 可以帮助它在战场上受伤或损坏关键 肌肉 的部位进化 不会影响它继续前进 研究人员还为它设计了可传送高质量图像和声音的变形天线 仿生机器人国内外研究情况 14 人工智能机器狗 爱宝 Aibo 仿生机器人国内外研究情况 宠物 小狗 的主人们可以通过个人计算机 在无线环境下完成控制 编程以及导航操作 而软件系统的更新改进 加快了机器狗爱宝 头脑 的反应时间 使它能够更好地执行主人们的声音指令 索尼公司如此表示 新一代 爱宝 还装有一个与微软公司Outlook软件兼容的日程安排程序 因此 这只机器狗可以及时地提醒它的主人们 不要忘记约会的时间 15 仿人机器人 模仿人的形态和行为而设计制造的机器人就是仿人机器人 一般分别或同时具有仿人的四肢和头部 中国科技大学陈小平教授介绍 机器人一般根据不同应用需求被设计成不同形状 如运用于工业的机械臂 轮椅机器人 步行机器人等 而仿人机器人研究集机械 电子 计算机 材料 传感器 控制技术等多门科学于一体 代表着一个国家的高科技发展水平 从机器人技术和人工智能的研究现状来看 要完全实现高智能 高灵活性的仿人机器人还有很长的路要走 而且 人类对自身也没有彻底地了解 这些都限制了仿人机器人的发展 仿生机器人国内外研究情况 16 日本双足机器人 日本本田和大阪大学联合研制的P1 P2 P3型仿人步行机器人 在P3基础上研制了ASIMO智能机器人 1 2m 43kg 爬楼梯 6km h奔跑 声音识别 通过头部照相机捕捉画面识别人类各种手势和10种脸型 返回 仿生机器人国内外研究情况 17 生物机器人 生物机器人是指利用动物体的运动机能 动力供应体制从动物运动的感受传入或神经支配入手实现对动物的运动和某些行为的人为控制从而利用动物特长代替人类完成人所不能和人所不敢的特殊任务利用生物控制技术研制生物机器人始于上世纪90年代是电子信息技术 微制造技术和生物科学高度发展与相互融合的产物 是目前科技发展最活跃的领域之一 仿生机器人国内外研究情况 18 仿生机器人发展方向 结构