仿生机器人技术简介

1、仿生机器人技术简介 定义 分类 特点 国内外研究情况 目前存在难题 发展方向 仿生机器人定义 模仿自然界中生物的外形、运动原理或行为方式的系统，能从事生物特点工作的机器人。返回首页按照所模仿对象进行分类 仿人，包括仿人的机械臂和仿人步行。 仿生物。 生物机器人。返回首页仿生机器人特点 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。返回首页仿生机器人国内外研究情况 水下仿生机器人 空中仿生机器人 地面仿生机器人 仿人机器人 生物机器人返回首页水下仿生机器人北航水下仿生机器鱼日本水下仿生机器鱼日本水下仿生机器人美国

2、返回首页空中仿生机器人 定义 举例空中仿生机器人定义 具有自主导航能力，无人驾驶的飞行器。返回空中仿生机器人举例 美国机器蝇 法国机器鸟返回首页地面仿生机器人 蛇形机器人 爬壁机器人 仿尺蠖机器人返回返回蛇形机器人返回返回尺蠖机器人返回返回爬壁机器人返回首页仿人机器人 仿人肢体型 仿人双足型返回首页日本双足机器人 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。返回生物机器人 即活体生物的人工控制。返回首页仿生机器人发展方向 结构微

3、型化用于小型管道的检测等 可重构机器人（模块化和可重组）-军事侦察、灾害现场调查 实用性服务型机器人 仿生机器人群机器人生产线、无人作战机群 新型仿生原理机器人运动机理的建模、生物行为方式的研究。 智能化：非结构环境下具有普遍实用意义的自主步态规划生成及控制。返回首页蟑螂机器人返回首页机器蝇返回机器鸟返回机械手 国外先进机械手 哈工大灵巧手 北航灵巧手返回东京机器手i机器手卡门机械臂返回返回日本灵巧手 4指，各三个关节，全手共14个自由度。返回仿生微型机器人 仿生微型机器人定义 国内外研究投入情况 发展方向返回仿生微型机器人国内外研究情况日本通产省“微型机械十年计划”（93年开始）经费250亿

4、日元 体积1立方cm 零件尺寸100微米以下 用于核电站管道维护和人体疾病治疗德国为期3年 6000万英镑 “毫微米技术开发计划”美国蚂蚁微型机器人、苍蝇微型机器人中国主要集中在高校 比如上交的六足微小型仿蟑螂机器人返回仿生微型机器人发展方向 微型能源 微驱动和控制技术 纳米级尺寸的发展 新型仿生原理机器人返回蜜蜂沙漠蚂蚁蚂蚁化学导航返回返回CPG在仿生机器人技术中的应用 CPG（central pattern generator),生物利用CPG振荡网络的自激行为产生有节律的协调运动。 基于CPG原理的运动控制是新兴的机器人运动控制方法。 基于CPG网络的特点，可以作为机器人运动的底层控制器

5、。 目前已经实现了运用Labview完成CPG神经网络模型的软件实现，并应用于舵机驱动爬壁机器人的运动控制。 在仿生机器人中的应用实例。返回CPG网络的特点 可以在缺乏高层命令和外部反馈的情况下自动产生稳定的节律信号，而反馈信号和高层命令又可以对CPG的行为进行调节。 通过相位锁定，可以产生多种稳定、自然的相位关系，实现不同的运动模式。 易于和输入信号或物理系统耦合，使节律行为在整个系统中传导。 结构简单，具有很强的适应性。返回CPG单元CPG神经元结构图CPG网络返回舵机驱动爬壁机器人返回CPG在仿生机器人中的应用实例 鱼形机器人-国防科大，由两个神经元和简单连接关系组成，其振荡的收敛速度，幅度和频率分别由动力学方程中的三个参数独立控制，该系统能够对启动、停止和直线巡游等动作进行良好控制。 蛇形机器人-中科院，构建了蛇形机器人CPG网络模型，通过动力学仿真验证了该CPG网络对蜿蜒运动控制的有效性，并仿真验证了转弯控制。返回ASIMO终结者返回人造肌肉人造肌