仿生机器人课程报告
仿生感知与先进机器人技术课程报告(2)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y仿生感知与先进机器人技术课程报告(2)报告题目：猎豹机器人研究报告院系：班级：姓名：学号：哈尔滨工业大学机电工程学院（一）猎豹的运动原理首先，一种生物的运动方式一定要有利于它的生存，并且有利于它的捕食。
猎豹，是猫科动物的一种，它比老虎小，但是跑得快，它的时速能达到每小时110千米。
因此猎豹被称为世界上跑得最快的动物。
下面请看百度文库对猎豹的具体定义：“猎豹现在栖息在非洲南部、中部和东部的平原地区，中东地区的猎豹几乎已经绝种。
猎豹是世界上跑得最快的动物，每小时可以达到100公里。
修长而强壮的腿和臀部特别适合于奔跑。
猎豹身长140厘米，还不包括75—80厘米长的尾巴。
平均肩高80厘米，体重50—60千克。
皮毛有引人注目的黑色斑纹，头上、颈上和背上有蓝灰钯的毛。
上部的皮毛呈沙黄色，下部呈白色，上面有许多小的黑色斑点，一条黑色的斑纹一直延伸到两只眼睛的下角。
猎豹可以单独或者成小群捕捉猎物。
它们通常在早晨或者傍晚的时分出动，先是小心地跟随猎物（常常是小羚羊），然后就猛扑上来全力追赶。
亚洲很早就有捕捉和驯养猎豹的历史，不过主要是用于追赶逐猎物的游戏，很少成群地关起来喂养。
猎豹的妊娠期是95天，一胎可产2—4只小豹。
猎豹又可分为亚洲猎豹和非洲猎豹，产于非洲的是非洲猎豹，产于南亚的是亚洲猎豹。
非洲猎豹是非常珍贵的动物，亚洲猎豹也已经从许多以前的栖居地消失。
[1]”图一：猎豹猎豹的身体像弹簧一样，这样的柔韧性能够让它在跑动中非常的有利。
它在跑动时，前后腿交替发力，并且运动幅度非常大，这样能够保证它具有强大的爆发力，在瞬间爆发出极快的速度，保证它能够追不到猎物，保障了它草原霸主的地位。
图二：猎豹的跑动猎豹在奔跑时前腿做出前扑的动作，然后后腿做出蹬地的动作，这样交替运动，就产生了那种惊人的爆发力。
但是这样的动作不能持续太久。
哈工大仿生感知与先进机器人课程报告(1)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y仿生感知与先进机器人技术课程报告(1)报告题目：仿生学概论院系：机电工程学院飞行器制造工程班级：1108301班姓名：XXX学号：11108301xx哈尔滨工业大学机电工程学院仿生学概论Xxx（哈尔滨工业大学机电学院，黑龙江哈尔滨 150000）摘要：机器人仿生学是从仿生的角度对机器人进行研究是机器人领域的重要分支.本文从仿生学、仿生机械学、国内外研究进展、对这门课程认识和建议等方面归纳和评述了《仿生感知与先进机器人技术》的内容。
关键词：仿生学仿生机械学研究进展认识建议1 引言对于机电学院的学生来说，这门课具有莫大的意义。
大二几乎所有学生要参加“联盟杯”机器人设计大赛，而仿生机器人作为重要的研究领域，自然可知其重要性。
可惜的是，相当一部分人对这门课程不重视，这对其无疑是一个相当大的损失。
在这里，我通过整理老师上课所讲课件，辅以网络资源，对《仿生感知与先进机器人技术》的内容做一个大致的论述。
2 仿生学概述自古以来，自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。
种类繁多的生物界经过长期的进化过程，使它们能适应环境的变化，从而得到生存和发展。
鱼儿在水中有自由来去的本领，人们就模仿鱼类的形体造船，以木桨仿鳍。
相传早在大禹时期，我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯，他们就在船尾上架置木桨。
通过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成橹和舵，增加了船的动力，掌握了使船转弯的手段。
这样，即使在波涛滚滚的江河中，人们也能让船只航行自如。
鸟儿展翅可在空中自由飞翔。
据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之，三日不下”。
然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。
早在四百多年前，意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖，研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。
机器人仿真模拟实训报告
一、引言随着科技的飞速发展，机器人技术已成为我国重要的战略产业。
为了培养具有实际操作能力和创新能力的机器人技术人才，许多高校和科研机构纷纷开展了机器人仿真模拟实训课程。
本文以某高校机器人仿真模拟实训课程为例，对实训过程进行总结和反思，旨在为我国机器人教育提供参考。
二、实训背景某高校机器人仿真模拟实训课程是针对机器人专业本科生开设的一门实践性课程。
该课程旨在通过仿真软件，让学生掌握机器人运动学、动力学、控制理论等基础知识，培养学生的动手能力和创新能力。
实训过程中，学生需完成以下任务：1. 学习机器人仿真软件的使用方法；2. 建立机器人模型并进行仿真实验；3. 分析仿真结果，调整模型参数；4. 设计机器人控制策略，实现机器人运动控制；5. 撰写实训报告。
三、实训过程1. 仿真软件学习实训初期，教师首先向学生介绍了仿真软件的功能和操作方法。
学生通过学习，掌握了仿真软件的基本操作，如创建模型、设置参数、运行仿真等。
2. 机器人模型建立在仿真软件中，学生根据实际需求建立机器人模型。
模型包括机器人本体、传感器、执行器等部分。
学生通过查阅资料、分析设计要求，完成机器人模型的建立。
3. 仿真实验建立模型后，学生进行仿真实验。
实验内容主要包括：机器人运动学分析、动力学分析、控制策略设计等。
通过实验，学生掌握了机器人运动学和动力学的基本原理，了解了控制策略的设计方法。
4. 分析仿真结果在仿真实验过程中，学生需要分析仿真结果，判断机器人模型的合理性。
若仿真结果不理想，学生需调整模型参数，重新进行仿真实验。
5. 控制策略设计针对不同任务，学生设计机器人控制策略。
控制策略包括位置控制、速度控制、力控制等。
学生通过查阅资料、分析设计要求，完成控制策略的设计。
6. 撰写实训报告实训结束后，学生需撰写实训报告。
报告内容包括：实训目的、实训内容、仿真结果分析、控制策略设计、实训心得等。
四、实训总结1. 提高了学生的实践能力通过机器人仿真模拟实训，学生将理论知识与实践操作相结合，提高了自身的实践能力。
基于生物仿生的水下机器人设计实验报告
基于生物仿生的水下机器人设计实验报告一、引言水下世界充满了神秘和挑战，为了更好地探索和利用水下资源，水下机器人的研发成为了重要的研究方向。
生物仿生学为水下机器人的设计提供了新的思路和灵感，通过模仿生物在水下的运动方式、感知能力和适应环境的特性，可以设计出性能更优越、功能更强大的水下机器人。
二、实验目的本实验的目的是设计一款基于生物仿生的水下机器人，以提高其在水下的运动效率、机动性和环境适应能力。
通过对生物原型的研究和分析，将生物的优秀特性应用到水下机器人的设计中，实现更高效、更智能的水下作业。
三、生物原型选择在众多水下生物中，我们选择了鱼类作为主要的仿生对象。
鱼类经过漫长的进化，具备了出色的水下运动能力和适应能力。
其中，金枪鱼和鳗鱼的身体形态和运动方式具有较高的研究价值。
金枪鱼具有流线型的身体结构，能够减少水阻，快速游动。
其尾鳍的摆动方式高效而有力，为推进提供了强大的动力。
鳗鱼则具有灵活的身体，可以在狭窄的空间中自由穿梭，其蜿蜒的运动方式有助于在复杂的水下环境中行动。
四、设计思路（一）外形设计根据金枪鱼的流线型身体结构，设计水下机器人的外壳，减少水阻。
采用类似鳗鱼的柔软可弯曲的结构，增加机器人在狭窄空间的通过性和机动性。
（二）推进系统模仿金枪鱼的尾鳍摆动方式，设计了一套高效的推进系统。
通过电机驱动连杆机构，实现尾鳍的周期性摆动，产生推进力。
（三）感知系统借鉴鱼类的侧线感知系统，在机器人表面安装压力传感器，用于感知水流的变化和周围环境的信息。
（四）控制系统开发了基于反馈控制的算法，根据感知系统获取的信息，实时调整机器人的运动姿态和速度。
五、材料与设备（一）材料1、高强度轻质复合材料，用于制造机器人的外壳，以保证强度的同时减轻重量。
2、防水密封材料，确保机器人内部电子元件不受水的侵蚀。
（二）设备1、高性能电机和驱动器，为推进系统提供动力。
2、高精度传感器，包括压力传感器、姿态传感器等。
3、微控制器和电路板，用于控制机器人的运动和处理传感器数据。
仿生感知与先进机器人技术课程报告
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y仿生感知与先进机器人技术课程报告(1)报告题目：浅析仿生学及仿生机械学For personal use only in study and research; not for commercial use院系：机电工程学院班级：姓名：For personal use only in study and research; not for commercial use学号：浅析仿生学及仿生机械学经过学习仿生机器人这门课，我对仿生学和仿生机械学有了很大的兴趣。
众所周知，去年的全国科技创新大赛项目就是仿生机器人，我欣赏了参赛的仿生机器人视频，这加深了我对仿生的认识和理解。
下面就是我结合所学知识与所查询的资料结合出来一些自己对仿生学及仿生机械学的理解。
一仿生学及仿生机械学的定义1.仿生学我对仿生学的理解就是“模仿”二字，就是模仿大自然的各种生物或系统的特点，自古以来，自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉，因为生物经过不断进化，为了更好的适应大自然，进化所形成的身体结构可以说是鬼斧天工的设计，我们可以通过仿生这一途径设计更优化的机械。
仿生学已渐渐发展成一门独立的学科，具有这样几个特征：相似性、多样性、跨学科、复杂性、智能性、综合性、创新性和最优化。
仿生学是应用相似原理，通过抽象思维及综合的方法实现技术系统的创新设计。
仿生学是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学技术。
仿生学是生物学、数学和工程技术学互相渗透而结合成的一门新兴的边缘科学。
仿生学的任务就是要研究生物系统的优异能力及产生的原理，并把它模式化，然后应用这些原理去设计和制造新的技术设备。
仿生就是人类从生物上得到的启示，这是一个巨大的进步。
在应用的仿生技术有很多我们熟悉的例子：蝙蝠与雷达、人工冷光、电鱼与伏特电池、水母的顺风耳、失重现象、蛋壳与薄壳建筑、斑马、昆虫仿生和电子蛙眼等等。
仿生感知与先进机器人技术课程报告(1)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y仿生感知与先进机器人技术课程报告(1)报告题目：仿生机械学发展动态院系：班级：姓名：学号：哈尔滨工业大学机电工程学院（一）什么是仿生学仿生学是指对动物、植物甚至微生物的各个器官进行模仿制造，从而对生物的行为进行模仿。
这样的机械即为仿生学机器人。
仿生学一词在英文里是有来源的，这个词是在1960年由美国人J.E.Steele发明的，他根据拉丁文中的“bios”还加上一个字尾“nlc”构成了这个广为人知，博大精深而又家喻户晓的词汇。
他曾说过“仿生学是研究以模仿生物系统的方式、或是以具有生物系统特征的方式、或是以类似于生物系统方式工作的系统的科学”[1]。
至于仿生学的诞生，人们公认的说法一般是以1960年全美第一届仿生学讨论会的胜利召开做为开始的标志。
仿生学是和生物学有很大交集的交叉学科，一下就有很多例子：比如古代的鲁班，在他一次在野外的旅行中发现有一种草的叶子竟然划破了他的手，经过仔细观察，他发现这种植物的叶边有着一种独特的形状，因此，他经过长时间的思考，研究出了锯子。
我们在感叹鲁班的伟大发明和古人的智慧时，也看到了仿生学其实很早就为人们所用了，只不过没有被人们很好的定义，更没有作为一门学科来研究和学习。
更早的仿生学例子还要追溯到夏朝，在那个时候人们看到鱼的游动不禁羡慕，于是人们造出了船，还有根据鱼的鳍又发明了船桨等高级仿生器物。
在国外也有很著名的例子，著名画家达芬奇曾经对鸟类的飞翔做过研究，在他的杰出想像力下，设计出了一个叫做扑翼机的仿生机械，被称为人类史上第一个人造飞行器。
现在的仿生学就更发达了，比如人们根据蝙蝠的定位系统制造出了雷达；根据海豚的追踪系统造出了声纳；还有建筑中的蜂窝结构，人工肾、人工心脏等。
这些都是仿生学的产物。
仿生学是一门相对年轻的科学，但是它的前景相当广阔。
现在人们都对这种技术充满希望，于是在这一方面的研究发明层出不穷。
仿生创意机器人课程设计
仿生创意机器人课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解仿生学的基本概念，掌握至少三种仿生学应用实例。
2. 学生能够描述机器人的基本结构和工作原理，并列举出两种以上仿生创意机器人的特点。
3. 学生能够解释所设计仿生创意机器人的科学原理和实际应用价值。
技能目标：1. 学生通过小组合作，能够设计并制作出一个简单的仿生创意机器人模型。
2. 学生能够运用所学的知识，对仿生创意机器人进行展示和讲解，提高表达与沟通能力。
3. 学生能够运用信息技术和工程思维，解决设计过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对仿生学的兴趣，激发探索自然界和科技创新的热情。
2. 学生在团队合作中，学会尊重他人意见，培养合作精神和责任感。
3. 学生通过课程学习，认识到科技与生活的紧密联系，增强环保意识和创新意识。
课程性质：本课程为跨学科综合实践活动课程，结合科学、技术、工程和数学等学科知识，培养学生的创新思维和动手实践能力。
学生特点：四年级学生具有一定的观察力、想象力和创造力，对新鲜事物充满好奇心，但需加强团队协作和实际操作能力。
教学要求：教师需引导学生主动探索，注重培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力，同时关注学生的情感态度价值观的培养。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 仿生学基础知识：- 仿生学的定义与原理- 仿生学的应用领域及实例2. 机器人基础知识：- 机器人的基本结构- 机器人工作原理与分类- 仿生机器人的特点与优势3. 仿生创意机器人设计与制作：- 设计思路与方法- 常用材料与工具- 制作步骤与注意事项4. 仿生创意机器人展示与评价：- 展示方法与技巧- 评价标准与反馈- 改进措施与优化方案教学内容安排与进度：第一课时：介绍仿生学基础知识，引导学生思考仿生学的应用价值。
第二课时：讲解机器人基础知识，让学生了解仿生机器人的发展前景。
第三课时：分组讨论，启发学生设计仿生创意机器人的思路。
幼儿园仿生机器人编程课程设计与实施
幼儿园仿生机器人编程课程设计与实施《幼儿园仿生机器人编程课程设计与实施》1. 背景介绍在当今科技飞速发展的时代，人工智能和机器人技术已经逐渐融入到我们的生活中。
随着社会的发展，人们对于STEM教育的需求越来越迫切，而幼儿园作为孩子们学习的第一步，也需要与时俱进，加入机器人编程课程，以培养孩子们的创新能力和解决问题的能力。
2. 仿生机器人的概念和原理我们需要了解什么是仿生机器人。
仿生机器人是一种根据生物学特征设计的机器人，它受到生物学的启发，模仿了生物体的结构和功能。
通过仿生机器人的设计和制造，我们可以更好地理解生物系统的工作原理，并将这些原理应用到实际的工程中。
3. 幼儿园编程课程的设计针对幼儿园阶段的孩子，我们需要设计一个简单易懂的编程课程。
我们可以从基本的概念开始，比如让孩子们认识各种传感器和执行器，并了解它们的功能和作用。
可以通过一些简单的编程游戏来培养孩子们的逻辑思维能力和动手能力。
可以引入仿生机器人，让孩子们亲身体验编程的乐趣和神奇。
4. 课程实施在实施仿生机器人编程课程时，我们需要充分考虑孩子们的芳龄特点和学习能力。
可以通过小组合作的方式进行教学，让孩子们在合作中学习，并在实践中提升编程能力。
老师需要成为整个课程的引领者和激励者，激发孩子们对编程的兴趣和热情。
5. 个人观点和理解作为一名幼儿园编程课程设计师，我深信仿生机器人编程课程对于幼儿园阶段的孩子们具有非常重要的意义。
这不仅可以培养他们解决问题的能力，还可以锻炼他们的逻辑思维和动手能力。
更重要的是，这样的编程课程可以让孩子们在潜移默化中爱上科学和技术，为他们未来的学习打下坚实的基础。
总结通过对幼儿园仿生机器人编程课程设计与实施的全面介绍，我们了解了这样一门课程的重要性和实施方式。
随着科技的不断发展，我们要让孩子们在最早的时候接触到编程和机器人技术，培养他们的创新精神和探索精神，为未来的社会发展培养更多的人才。
在文章中，我多次提及了“幼儿园仿生机器人编程课程设计与实施”，并根据知识的文章格式进行了撰写，确保了文章的深度和广度。
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H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
仿生感知与先进机器人技术
课程报告(1)
报告题目：仿生机械的发展
院系：机电学院
班级：
姓名：
学号：
哈尔滨工业大学机电工程学院
仿生学及仿生机械学的由来
仿生学（Bionics）是模仿生物的特殊本领的一门科学。
仿生学籍了解生物的结构和功能原理，来研制新的机械和新技术，或解决机械技术的难题。
1960年由美国的J.E.Steele 首先提出。
仿生学这个名词来源于希腊文“Bio”，意思是“生命”，字尾“nic”有“具有……的技术中利用这些原理，提供新的设计思想、工作原理和系统架构的技术科学。
仿生机械学是上世纪60年代初期出现的一门综合性的新兴边缘学科，它是生命科学与工程技术科学相互渗透、相互结合而形成的。
包含着对生物现象进行力学研究，对生物的运动、动作进行工程分析，并把这些成果根据社会的要求付之实用化。
仿生学的研究方向
（1）生物材料力学和机械力学，是以骨或软组织（肌肉、皮肤等）作为对象，通过模型实验方法，测定其应力、变形特性，求出力的分布规律。
还可根据骨骼、肌肉系统力学的研究，对骨和肌肉的相互作用等进行分析。
另外，生物的形态研究也是一大热门。
因为生物的形态经过亿万年的变化，往往已形成最佳结构，如人体骨骼系统具有最少材料、最大强度的构造形态，可以通过最优论的观点来学习模拟建造工程结构系统。
（2）生物流体力学，主要涉及生物的循环系统，关于血液动力学等的研究已有很长的历史，但仍有许许多多的问题尚未解决，特别是因为它的研究与心血管疾病关系十分密切，已成为一门倍受关注的学科。
（3）生物运动学，生物的运动十分复杂，因为它与骨骼和肌肉的力学现象、感觉反馈及中枢控制牵连在一起。
虽然各种生物的运动或人体各种器官的运动测定与分析都是重要的基础研究，但在仿生机械学中，目前特别重视人体上肢运动及步行姿态的测定与分析，因为人体上肢运动机能非常复杂，而下肢运动分析对动力学研究十分典型。
这对康复工程的研究也有很大的帮助。
（4）生物运动能量学，生物的形态是最优的，同样，节约能量消耗量也是生物的基本原理。
从运动能量消耗最优性的特点对生物体的运动形态、结构和功能等进行分析、研究，特别是对有关能量的传递与变换的研究，是很有意义的。
（5）康复工程学，包括如动力假肢、电动轮椅、病残者用环境控制系统等。
它涉及许多学科和技术，比如对于动力假肢，只有在解决了材料、能源、控制方式、信号反馈与精密机械等各种问题之后才能完成，而且这些装置还要作为一种人——机系统进行评价、试用，走向实用化的道路是非常艰难和曲折的。
（6）机器人的工程学，是把生物学的知识应用于工程领域的典型范例，其目的一是省力；二是在宇宙、海洋、原子能生产、灾害现场等异常环境中帮助和代替人类进行作业。
机器人不仅要有移动功能的人造手足，而且还要有感觉反馈功能及人工智能。
目前研究热点为人造手、步行机械、三维物体的声音识别等。
国内外对仿生机械学的研究
仿人机器人
自1983年以来,美国研制出一系列7自由度拟人单臂和双臂一体机器人,并已用于空
间站实验.1986年美国犹他州大学工程设计中心研制成功了著名的UTAHM IT灵巧手,该手有4指,拇指2关节,其余3指各有3关节,手指关节绳索驱动并设有张力传感器. 1990年由贝尔实验室完成了灵巧手的软硬件控制系统,并模拟人手的拿、夹、抓、握物体等多种动作进行了实验. 1992年日本进行多指仿人手臂真实作业的研究,系统由主从手臂及传感控制系统组成,其灵巧手有4指,每指有3个关节,手具有14个自由度.随着多指灵巧手研究的发展,具有灵巧手的仿人臂及其系统的研究愈来愈受到重视.日本本田公司和大阪大学联合推出的P1、P2和P3型仿人步行机器人,将仿人机器人的研究推向一个崭新的高度.在P3的基础上本田公司又研制了“A simo”智能机器人, “A simo”机器人高1. 2m ,体重43kg,它可以爬楼梯,以6km / h的速度奔跑,可以识别各种各样的声音,还能够通过头部照相机捕捉到的画面和事先设计好的程序识别人类的各种手势运动以及10种不同的脸型,可以
和人手拉着手走路,使用手推车搬运物品等.国内一些科研院所也进行了仿人机器人的研究.北京航空航天大学机器人研究所在国家" 863 "智能机器人主题支持下,研制出了能实现简单抓持和操作作业的3指9自由度灵巧手.其仿人手臂具有工作空间大、关节无奇异姿态、结构紧凑等特点,通过软件控制可实现避障、回避关节极限和优化动力学性能等.
水下仿生机器人
在水下仿生机器人方面，水下机器人由于其所处的特殊环境,在机构设计上比陆地机器人难度大。
在水下深度控制、深水压力、线路绝缘处理及防漏、驱动原理、周围模糊
环境的识别等诸多方面的设计均需考虑。
以往的水下机器人采用的都是鱼雷状的外形,用涡轮机驱动,具有坚硬的外壳以抵抗水压。
由于传统的操纵与推进装置的体积大、重量大、效率低、噪音大和机动性差等问题一直限制了微小型无人水下探测器和自主式水下机器人的发展。
鱼类在水下的行进速度很快,金枪鱼速度可达105km /h,而人类最快的潜艇速度只有84km /h。
所以鱼的综合能力是人类目前所使用的传统推进和控制装置所无法比拟的,鱼类的推进方式已成为人们研制新型高速、低噪音、机动灵活的柔体潜水器模仿的对象。
仿鱼推进器效率可达到70% ～90% ,与水的相对速度比螺旋桨推进器小得多,有效地解决了噪音问题。
美国麻省理工学院和日本都研制出了仿鱼机器人。
在国内,中科院沈阳自动化研究所和北京航空航天大学机器人研究所已研制了机器鱼样机。
美国罗克威尔公司和IS机器人公司研制的扫雷机器蟹,得到了美国国防高级研究计划局及海军研究局的资助. 这种扫雷机器蟹可以隐藏在海浪下面,在水中行走,也可以通过振动,将整个身子隐藏在泥沙中。
扫雷机器蟹长约560mm,重10. 4kg。
它还装备了多个状态传感器和集成的控制系统,并且每条腿都具有2个运动自由度,当地形改变时,通过这些系统可迅速地调整机器人的姿态和运动方式,使机器人能稳定、迅速地到达目标区域。
当遇到水雷时,就把它抓住,等待控制中心的命令. 一旦收到信号,就会自己爆炸,同时引爆水雷。
空中仿生机器人
空中机器人即具有自主导航能力,无人驾驶的飞行器。
这类机器人活动空间广阔、运动速度快,居高临下而不受地形限制。
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。
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,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.美国加州大学伯克利分校的科学家们利用仿生学原理制造出了世界上第一只能飞翔的“机器蝇”。
他们利用一种类似玻璃纸的原料聚酰亚胺,造出了只有长10mm,宽3mm,厚0. 005mm的仿生翅膀。
它能够每秒钟扇动150下,而且还让机器蝇实现了绑在一根细线上的半自主飞行。
其重量只有0. 1g,身高不到30mm,在100m上空飞行,人们用肉眼几乎发现不了它,而它却可以拍出极为清晰的照片传回来。
美国五角大楼对有望成为“微型间谍”的机器蝇极为重视,设想机器蝇在未来战争中,可以进行空中侦察,甚至可以带上微型炸药,袭击指定目标。
在未来的机器蝇身上,将安装许多传感器和微型摄像机,可以用来发现森林火灾,在灾难中搜寻废墟中的幸存者。
地面仿生机器人
美国、日本、德国、英国、法国等国家都开展了蛇形机器人的研究,并研制出许多样机。
日本东京大学的Hirose教授从仿生学的角度,在1972年研制了第一台蛇形机器人样机。
美国卡内基- 梅隆大学近日研究出一种可以攀爬管道的蛇形机器人,这种蛇形机器人大部分由轻质的铝或塑料组成,最大也只有成人手臂大小。
机器人配有摄像机和电子传感器,可以接受遥控指挥。
蛇形机器人可以成功上下一根塑料管道,并可以跨越废墟碎片间的巨大空隙以及在草丛中来去自由。
让蛇形机器人在坍塌废墟中穿梭,能更快地找到幸存者,为灾难救援工作带来了技术突破。
在国内,上海交通大学、中科院沈阳自动化研究所、国防科技大学等单位相继研制出了蛇形机器人样机。
机器蛇,能扭动身躯,在地上或草丛中蜿蜒爬行,可前进、后退,转弯和加速,最大前进速度可达20m /min,披上特制的“蛇皮”后还能像蛇一样在水中游泳。
机器蛇头部安装有视频监视器,可以将机器蛇运动前方的情况实时传输到电脑中,科研人员则可根据实时传输的图像观察运动前方的情景,不断向机器蛇发出各种遥控指令。
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课程感想
我们通过对这个课程的学习，初步了解了有关仿生机械的知识。
对其简单的结构以及工作原理也有了初步的认识。
这个课程也增加了我们对仿生机械的关注度。
如果有兴趣深入研究，相信这一段时间的学习已经为我们打下了一个良好的基础。
根据老师所讲，要解决机器人面临的问题必须向自然界学习，从自然界为人类提供的丰富多彩的实例中寻求解决问题的途径,通过对自然界生物的学习、模仿、复制和再造的过程中,发现和发展相关的理论和技术方法,使机器人在功能和技术层次上不断提高。
下一步的学习以此为中心应该是比较合理的。