仿生机器人论文

目录

摘要 (2)

1 目前仿生机器人的发展状况 (2)

2 预测未来仿生机器人的发展 (2)

2.1 群体型机器人 (2)

2.2 多环境适应型机器人 (3)

2.3 学习型机器人 (3)

3 结语 (3)

参考文献 (4)

论仿生机器人未来的几种可能发展

摘要:自然界在长期的演化中孕育出了各种各样的生物，而这些生物都具有神奇的结构和功能，能够在复杂多变的环境中生存下去，因此，通过研究，学习，模仿来复制和再造某些生物特性和功能将极大的提高人类对自然的适应和改造能力。从20世纪60年代开始仿生学诞生，到现在短短的几十年时间，在这方面的研究成果已经非常可观，大到军事小到日常生活，我们已经可以处处见其身影了。那么未来的仿生机器人又会往什么方向发展呢？该文将对未来仿生机器人的几种可能的发展趋势，包含群体型机器人，多环境适应型机器人以及学习型机器人进行分析。

关键词：群体型机器人多环境适应型机器人学习型机器人

1 目前仿生机器人的发展状况

仿生学发展到现在已经延伸到很多领域，机器人学就是其主要的结合和应用领域之一。仿生学在机器人上的应用可以分为五个方面，它们分别是：结构仿生，材料仿生，功能仿生，控制仿生以及群体仿生。而且目前世界上的仿生机器人已经涉及海陆空各个领域，并且在各个领域上的发展都已经达到盛况空前地步。而在仿人机器人方面也在不断的突破中。

但是，目前的仿生机器人大多都是独立的一个个体，也就是彼此之间并没有什么联系。然而就目前的机器人技术水平而言，单机器人在信息的获取，处理以及控制能力等方面都是有限的，对于复杂的工作任务及多变的工作环境，单机器人更显不足。所以，当前的仿生机器人虽然已经发展到一定的高度，可是，它们本身还是存在不少的局限性的。

为了改善日前机器人存在的不足，新的技术手段已经成为了一种必须。在未来的日子里，新型机器人的性能将大幅度的提高，它们将会一步步的取代现有的机器人。

2 预测未来仿生机器人的发展

2.1 群体型机器人

在自然界中有着众多不是独立生存的生物，他们靠着一门属于自己的社交语言和其他的个体组成一个集体一起生活，并借着集体的力量去完成个体很难或者无法办到的事情，比如生活中常见的蚂蚁和蜜蜂，它们的强大我们都是已经有着切身体会的了。所以，如果我们能够借鉴生物间的这种生存方式去制造群体型的机器人，那么，在机器人这条道路上我们将会有一个质的飞跃，看到另一片新的天地。

那么群体型机器人比单个机器人的优势体现在哪里呢？首先，由于群体机器人彼此之间会有信息的交流和互动，那么，单个个体的结构和性能复杂程度将会得到大大的降低，因为它们可以通过群体的协调来弥补掉这些不足。其次，群体型机器人在执行任务的时候完成任务的概率要比单个机器人大很多，同时还能够减少完成任务的时间，提高任务的效率，这些，都是我们一直以来所要追求的。再者，群体型机器人通过彼此之间的联系，可以达到预测未知状况的目的，这样的一种能力对于完成任务来说有着举足轻重的作用。所以，群体型机器人在未来的机器人发展中是一种必然的趋势。

但是，伴随着群体型机器人而来的问题是它们彼此之间的“语言”问题，要做到每个个体之间能实现信息的交流互动以及对信息处理后作出相应的动作，这里面的技术含量还是很大的。尽管如此，随着现在通信技术这股突飞猛进的势头，在不久的将来，这将成为一件游刃有余的事情。

2.2 多环境适应型机器人

当前的很多机器人都只能工作在一种环境下，比如地面机器人，水上机器人，飞行机器人。但是，在实际的诸多情况下，我们需要机器人有不同环境下的适应能力，以此来达到更好的执行效率和更高的执行能力。日常生活中我们熟悉的各种昆虫就身兼数种能力，比如它既能飞行，又能够在地上行走，不仅仅如此，它们还能够靠着轻盈的体态和四足在水面上滑行，这无疑会带给我们很多的启发。在下面，我将介绍一下自己想过的一款多环境型的机器人。

在我们的生活中，地面上跑的常见的就是汽车，水上行的无外乎轮船，天上飞的便是飞机，当然这里要说的飞机不是平常的那种翼展飞机，而是近些年来突飞猛进的旋翼飞机，观察这三种习以为常的交通工具，我们可以发现，其实它们的驱动方式和运动工具有着极大的共同点，简化来看，那就是通过电机驱动一个带旋翼状的东西，最大的不同点只是汽车是通过外轮的转动来行驶，而飞机和轮船是内部旋翼的转动来推进。基于此，如果我们将机器人的外形做成流水型，然后其运动工具可以改变方向的话，那么一款具有海陆空的机器人应该是可以就此实现的，而在此基础上，如果将轮部结构稍加改动，那么它还可以转化成一种可以行走的四足机器人，这样机器人便可以适应更复杂的地面结构，完成更多的功能。

虽然这仅仅是我自己的一个设想，但是我觉得已目前的科技水平来说，这应该是可以实现的了。

如果一个机器人拥有了这种多环境的工作能力，那么其本身的局限性将得到很大的改善，同时比研制多台单环境下的机器人其经费将会大大的降低，所以，多环境机器人在未来的机器人发展中也将是一条必经之路。

2.3 学习型机器人

自然界中的多种生物具有的一个特点是能够从祖辈以及周围的环境中得到某些信息并将其转化为以后生活的一种技能，也就是具有学习的能力，这在我们人类身上最能够体现出来，也就是因为有了这种技能，生物自身才有可能不断的向前发展。由此可以看出，学习这种技能对于生物的发展具有重要的意义。那么如果机器人本身也具有这样的能力，机器人本身的能力就能够随着它接触的事物的增多以及学习的知识的积累而不断的提高，其本身的自适应能力，工作能力等都会得到大幅度的提升。基于这种情况，一个机器人本身所具有的工作潜力就已经不是现在我们对于机器人的认识能够看得清的了，那样的机器人将给我们的生活带来不一般的改变。

目前，学习型机器人虽然已经迈出了一定的步子，但是还远远不够，其能力的发挥还完全没有达到一个层次上来。而随着计算机技术，算法等的不断进步，学习型机器人一定能够突飞猛进，达到一个新的高度。

3 结语

总之，机器人从其诞生到现在以来已经迈出了很大的进步，随着科技实力的不断发展，在不久的将来，我们一定会看到一个令现在的我们叹为观止的画面。

参考文献

[1] 张海英，刘祚时，林桂娟.群体机器人研究的现状和发展[J].机器人技术与应用，2004（1）.

[2] 高志军，颜国正，丁国清，等.多机器人协调与合作系统的研究现状和发展[J].光学精密工程，2001（4）.