仿人机器人
仿人机器人的发展现状及其发展趋势
仿人机器人的发展现状及其发展趋势摘要：当下机器人技术的研究越来越多样化及智能化与人性化，仿人机器人技术的研究已成为新的热点。
依托于5G技术仿人机器人的技术将更加成熟。
本文从仿人机器人的应用领域，目前所取得的成就和不足之处，未来的研究方向，以及发展中遇到的困难来介绍仿人机器人的发展现状和发展趋势。
关键词：仿人机器人，5G技术，人机交互，应用领域一、引言仿人机器人的研制开始于上个世纪60年代末，是机器人技术领域的主要研究方向之一。
1968年，美国的通用电器公司设制了一台叫Rig的操纵型双足步行机器人，从而揭开了仿人机器人研制的序幕。
仿人机器人在移动性，稳定性等方面都取得了较为突出的成就。
仿人机器人集机械、材料、电子、计算机、自动化等多门学科于一体，技术含量高，研究和开发难度大。
它是一个国家高技术实力和发展水平的重要标志。
因此，世界各发达国家都不惜投入巨资进行研究与开发。
目前，美国和日本等许多发达国家的科学家都在仿人机器人的研究与开发方面做了大量的工作，并取得了突破性的进展。
仿人机器人已经对人类社会产生了巨大的影响［1］。
二、仿人机器人的发展现状（1）仿人机器人是一种具有人的外形，并能够效仿人体的某些物理功能、感知系统及社交能力并能承袭人类部分经验的机器人。
它具有灵活的行走功能，可以随时走到需要的地方，包括一些对普通人来说不易到达的角落，完成人指定或预先设置的工作。
（2）从机体结构上来看，仿人机器人为做到与真人类似，其在腰部，腿部的远动结构上都存在着一定的技术支持。
仿人机器人能与人类在同样的空间内移动，无论是从机动性、能耗性和人们对其的认同感方面，较之轮式移动机器人都有无法比拟的优越性。
仿人机器人的逼真性越来越高，从第一代仿人机器人到如今的仿人机器人来说其身体外部构造以及身体的比例与人类是较为相似的。
同时，仿人机器人的运动模式与人类相似，通过多个关节以及人造肌肉的有效合作可以使仿人机器人的运动与人无异。
法国NAO机器人介绍
法国NAO机器人介绍NAO机器人介绍NAO是一个57厘米高的可编程仿人机器人。
其关键组件如下：·拥有25个自由度（DOF）的身体，其关键部件为电机与致动器。
·一系列传感器：2个摄像头、4个麦克风、1个超声波距离传感器、2个红外线发射器和接收器、1个惯性板、9个触觉传感器及8个压力传感器。
·用于自我表达的器件：语音合成器、LED灯及2个高品质扬声器。
·一个CPU （位于机器人头部），运行一个Linux核，并支持ALDEBARAN公司自行研制的专有中间件（NAOqi）。
·第二个CPU（位于机器人躯干）。
·一个55瓦时电池，根据使用方式的不同，可为NAO提供1.5小时、甚至更长的自主时间。
构建机器人的应用程序具有挑战性：应用程序建立在大量先进的复杂技术之上，如语音识别、物体识别、地图构建等。
应用程序必须安全可靠，而且能够利用有限的资源、在有限的环境中运行。
嵌入式软件NAOqi包含一个跨平台的分布式机器人框架，快速、安全、可靠，为开发人员提供了一个全面的基础，以提高、改进NAO的各项功能。
NAOqi使算法的API可供其它算法使用。
通过该软件，用户还可选择将模块在N AO上运行或是在一台电脑上远程运行。
用户可在Windows、Mac或Linux系统下开发代码，并通过C++、Python、Ur bi、.Net等多种语言进行调用。
建立在该框架之上的模块提供丰富的API接口，以便与NAO互动。
NAOqi可满足一般机器人开发的需要：并行，资源，同步，事件。
正如在其它框架中一样，NAOqi中也包含通用层。
这些通用层专为NAO设计。
通过NAOqi，不同模块（如运动、音频、视频等）之间可协调沟通，还可实现齐次规划，并与ALMemory模块共享信息。
运动全方位行走NAO行走使用的是一个简单动态模型（线性倒摆，LIPM）及二次规划（Quadr atic programming）。
仿人机器人简介
ZMP:ZMP就零位点，重心和惯性力的合力方向，机器人要稳定行走 ZMP点必须落在机器人的双足底板上。
研究概况
运动学匹配
运动捕捉
动力学匹配
本体实验
仿真
图2 系统构成
仿人机器人实验室
SONY公司的SDR-4X
28个自由度，64位RISC计算机两片控制，ISA伺服模块
继P2,P3以后的ASIMO
本田公司ASIMO
娱乐机器人
2004年03月03日本 ZMP 机器人公司，在东京 推出一种人形机器人，这种机器人高39厘米，重 2.5公斤，可用手机进行远程遥控，并具有语音识 别功能；；而且这一机器人还可将拍摄的画面通 过电话发送到主人的手机上。目前这种机器人已 进入市场，目前售价为仅为2.75万美元
QRIO
们娱 有乐 多机 远器 ？人 离 我
机器人介绍
什么是仿人机器人，和普通工业机器人的区别。 本田公司的ASIMO，p2,p3，SONY公司的SDR-3X QRIO等 用途：未来可在工业，民用，军事等许多方面发挥作用， 代表了机器人技术的一个发展方向。Leabharlann 仿人机器人的基本要素，基本功能
本体，视觉，听觉，触觉 行走，其他功能
仿人机器人实验室
历史概况
国内概况
在国内，哈尔滨工业大学，清华大学、国 防科大、中国科学院自动化所和北京理工 大学等单位也在这一领域取得了一定的成 果。
朱春雷
仿人机器人的研制开始于本世纪60年代末,只有三十多年的历史. 然而,仿人机器人的研究工作进展迅速.国内外许多学者正从事于 这一领域的研究,如今已成为机器人技术领域的主要研究方向之 一.1968年,美国的R.Smosher(通用电气公司)试制了一台叫“Rig” 的操纵型双足步行机器人机械,从而揭开了仿人机器人研制的序 幕.1968年,日本早稻田大学加藤一郎教授在日本首先展开了双足 机器人的研制工作. 1969年研制出WAP-1平面自由度步行机.该机 器人具有六个自由度,每条腿有髋、膝、踝三个关节.利用人造橡 胶肌肉为关节,通过注气、Refined)双足机器人.该型机器人采用预 先设计步行方式的程序控制方法,用步行运动分析及重复实验设计 步态轨迹,用以控制机器人的步行运动
仿人机器人综述
从诞 生至今 ， Ａ Ｓ Ｉ ＭＯ的进 步可 以用 神速 来形 容 ， 最 新 版的 Ａ Ｓ Ｉ ＭＯ， 除具 备 了行 走 功 能与 各 种人 类 肢 体 动作 之 外， 更具备 了人工智 能 ， 可 以预先设 定动作 ， 还 能依据人 类 的声音 、 手 势等 指令来 从事 相应 动作 ， 此外 他还具 备 了基
来， 产生对观测环境 的一致性解 释和描述 Ｊ 。 ２ ． ２ 智 能控 制
要标 志。因此 ， 世界各发 达 国家 都不惜 投入 巨资进 行研究
与 开发 。 目前 ， 美 国和 日本 等许 多发 达国家 的科学 家都在
仿人机器人 的研 究与开发 方面做 了大 量的工作 ， 并 取得 了 突破性 的进 展。仿人机器 人已经对人类社会产生 了巨大 的
影 响 。 日本本 田公 司研 制的仿人 机器人 Ａ Ｓ Ｉ ＭＯ， 是 目前较先 进 的仿人行走机器人 。Ａ Ｓ Ｉ ＭＯ身 高 １ ． ３ ｍ， 体重 ５ ４ ｋ ｇ 。它 的行走速度 是 ０－ ６ ｋ ｍ ／ ｈ 。早期 的机器 人如果 直线 行走 时 突然转 向 ， 必须先停下来 ， 看起 来 比较笨 拙 ， 而 Ａ Ｓ Ｉ ＭＯ就灵 活得多 ， 它可以实时预测下一个动作并提前改 变重 心 ， 因此
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｈｕ ｍａ ｎ ｏ ｉ ｄ ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ ；ｈ ｉ ｓ ｔ ｏ ｙ ；ｐ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ＡＳ Ｉ ＭＯ；ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ
１ 仿人机器人的概述及发展状 况 仿人机 器人 是一种外观与人相似 ， 具 有移 动功能 、 感 知
ｈ Ｋ ｅ Ｖｌ ● ｅＷ ０ｎ ＇ ｎＵｍ ａｎ０ｌ ●１ ｎ ｒ０ｂ０ｔ １ Ｊ
仿人机器人
饲解
ａ ｏ ｉｇ ｉｔｒｃｉｎ ｗｔ ｄ ｒ Ｕ ａ ｏ ｌ ｏ ｎ ｉ ｎ ｎｓ 整体 外观 与人类 ｌ ｗｎ ｎｅａｔ ｉ ｍａｅｆ － ｍ ｎ ｔｏｓ ｒｅ ｖｒ ｍｅ ｔ（ ｌ ｏ ｈ ｏｈ ｏ 相 似 ，能 与人类使 用 的工 具或 所处 的环 境 进行 沟通 协调 的机器 人 ） ｕ ｎ ｉ 词 的意思 是 “ 有 人 的形状 或 特 Ｏｈ ｍａｏｄ一 具
Ｍｏ ｅ ｈ ｎ ｕ ｖ ｒｉｉｓ ｒ ｍ ａ ｕ ２０ ｒ ｔ ａ １ ００ ｎｉｅ ｓｔｅ ｆｏ ｂｏ ｔ
ｃ ｕ ｔ ｅ ｒ ｅ ｐ ｃｅ ｏ ｅ ｄ ｈ ｍａ ｏ ｄ ｏ ｏ ｓ ｏ ｎ ｒ ｓ ａ ｅ ｘ ｅ ｔ ｄ ｔ ｓ ｎ ｕ ｎ ｉ ｒ ｂ ｔ ｉ
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ｃ ｕ ｉ ｇ ｒ ｃ ａ ｄ ｆｅｄ， ｂ ｉｓ ｃ ｍｂ ｔ ｄ ｎ ｉ ｇ ｌ ｄ ｎ ｔａ ｋ ｎ ｉ ｌ ａ ｌ， ｏ ａ ， ａ ｃ ｎ
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性 的 ， 人 的 ”也 可 以指 “ 人 动物 ” 类 ， 类 。
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科学 发 展到今 天 ，各式各 样 的机器 人 开始逐 渐 走进
我们 的生 活 。 虽然 机器 人 还没有 被 普及 使用 ． 是 在新 闻 但
浅谈AELOS教育版仿人机器人
浅谈AELOS教育版仿人机器人AELOS教育版仿人机器人是一款专为学校教育场景设计的智能机器人产品，它融合了人工智能、机器人技术和教育理论，旨在提升学生学习效果、培养学生创新思维和动手能力。
AELOS教育版仿人机器人具备语音识别、人脸识别、社交对话、多模态交互等功能，能够与学生进行有趣的交流互动，并在教学过程中扮演引导者和激励者的角色，为教师解放双手，提供更加个性化的教学辅助。
AELOS教育版仿人机器人利用人工智能技术，能够识别学生的情感和行为，并作出相应的回应。
它可以根据学生的情绪变化，调整自己的表情和语调，给予学生更加贴心的沟通和引导。
当学生感到疲倦或者沮丧时，AELOS教育版仿人机器人可以用轻快的语调和亲切的表情鼓励学生，让他们重新振作起来。
这种个性化的情感交流，有助于拉近师生之间的距离，增强学生的积极性和主动性。
AELOS教育版仿人机器人具备丰富的教学资源和知识库，能够为学生提供多样化、生动形象的教学内容。
通过语音识别和图像识别技术，它可以识别学生所说的话语和展示的图片，自动生成相应的教学内容并进行解释。
这种智能的教学方式能够激发学生的学习兴趣，让他们更加主动地参与到学习过程中。
而且，AELOS教育版仿人机器人还可以根据学生的学习兴趣和知识水平，自动调整教学内容和难度，让每个学生都能够得到个性化的学习指导。
AELOS教育版仿人机器人还可以作为教学助手，为教师减轻教学负担，提高教学效率。
它可以扮演“助教”的角色，协助教师进行教学内容的展示和解释，在教学现场模拟真人对话，引导学生进行学习讨论，提供实时的反馈和指导，帮助教师更好地管理课堂和学生。
这种教学方式能够让教师更加专注于学生的学习效果和个性化需求，提供更个性化、精准的教学服务。
AELOS教育版仿人机器人还可以对学生的学习数据和行为进行记录和分析，帮助教师更加科学地评价学生的学习情况，为学生的学习提供更加有针对性的指导和帮助。
AELOS教育版仿人机器人的出现，也为学校的教育教学提供了新的可能性。
仿人机器人的原理及应用
仿人机器人的原理及应用简介仿人机器人是一种能够模拟人类行为和表情的机器人，其原理基于人工智能和机器学习技术。
本文将介绍仿人机器人的工作原理及其在各个领域的应用。
工作原理仿人机器人主要基于以下几个方面的技术来实现：1.感知技术：仿人机器人需要通过感知技术获取周围环境的信息，如视觉系统、听觉系统和触觉系统等。
视觉系统可以通过摄像头或深度学习算法来识别人脸表情和动作。
听觉系统可以通过麦克风和声音识别算法来理解人类语言和情感信息。
触觉系统可以通过触摸传感器等设备来感知物体的触摸压力和质地。
2.计划与决策技术：仿人机器人需要具备计划和决策的能力。
这需要机器人能够分析感知到的信息，并作出相应的决策。
例如，当机器人看到一个人微笑时，它可以通过情感识别算法判断对方的情感状态，并做出合适的回应。
3.控制与执行技术：仿人机器人需要通过控制和执行技术来实现各种动作。
这通常涉及到机器人的驱动系统和机械结构。
驱动系统可以使用电机和传感器等设备来实现各种轨迹和动作控制。
机械结构需要设计合理的关节和身体部位，以便机器人能够模拟人类的运动和表情。
应用领域仿人机器人在多个领域有着广泛的应用，以下是几个典型的例子：1.教育领域：仿人机器人可以作为教育助手，辅助教师进行课堂教学。
它们可以与学生进行互动，并提供个性化的学习内容和指导。
此外，仿人机器人还可以通过语音识别技术和自然语言处理技术，帮助学生练习外语口语和提高学习效果。
2.医疗领域：仿人机器人可以充当医疗助手，帮助医生进行诊断和治疗。
它们可以通过视觉系统和传感器等设备监测病人的生理参数，并提供相应的建议和指导。
此外，仿人机器人还可以通过情感识别技术和语音交互，帮助病人缓解疼痛和焦虑等情绪问题。
3.服务领域：仿人机器人可以充当客服助手，为客户提供人性化的服务。
它们可以通过语音识别和自然语言处理技术，理解客户的需求，并快速给出相应的解答或建议。
此外，仿人机器人还可以通过感知技术和语音合成技术，模拟人类的表情和声音，提供更加真实的服务体验。
人体仿生机器人的设计与实现
人体仿生机器人的设计与实现
一、背景介绍
人体构型仿生机器人是基于人体特征和机构结构设计的机器人，它可
以模拟人的身体结构，从而在现实社会环境中完成一些服务任务，如家庭
服务、救援服务、巡逻、护卫等等。
相比传统机器人，人体构型仿生机器
人可以与人类更好地交互，更有效的完成任务，使服务效率更高、更准确。
二、人体仿生机器人设计
1.机器人构型设计
人体仿生机器人通常分为上半身解析人型和下半身轮式型两类，上半
身考虑人类的身体结构，可以模仿人类的身体运动，从而实现人机交互，
并且有一个可以自由活动的手臂。
下半身采用轮式模式，可以模拟人类的
步态，使机器人可以自由移动，可以运输和搬运物品。
2.电机选型
考虑到人体仿生机器人模型的复杂程度，建议采用多轴驱动的方式，
每个关节可以采用容量较大的直流电机。
由于此类机器人运行稳定性要求
较高，因此，可以采用更高级的机械结构和控制算法来满足更高的要求。
3.控制系统
在设计控制系统时，必须考虑到人体仿生机器人的复杂性，使用的控
制算法应足够灵活以及能够满足性能要求，例如人机交互能力、实时性能等。
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听讲座《仿人机器人的发展和最新技术》心得首先江山老师通过一段精彩视频让我们对机器人有了大概的了解；接着江山老师对ALDEBARAN Robotics公司进行了简单介绍并从自由度、传感器两个方面向大家介绍了针对实物做硬件的过程；随后江山老师详细讲解了电子架构和软件环境的相关知识并介绍了世界机器人大赛的相关情况；在讲座的最后，江山老师还现场向我们展示了真实的机器人。
这场讲座让人印象十分深刻。
仿人机器人开始于20世纪60年代的双足步行机器人，迄今已成功研制出的各种能静态或动态步行的双足机器人样机及在双足机器人领域理论研究上的成果推动了仿人机器人的快速发展。
加藤一郎于1973年，从工程角度研制出世界上第一台真正意义上的仿人形机器人WABOT-1。
1980年出现WL-9DR(Dynam’s Refined)双足机器人，用步行运动分析及重复试验设计步态轨迹，用以控制机器人的步行运动。
1986年，加藤实验室又成功研制了WL-12步行机器人，该机器人实现了步行周期2.6s、步幅30cm的平地动态步行。
1996年11月公司首次展示了研制成功的第一台仿人机器人P2，它成为世界上第一台人性化自主双腿步行机器人。
1997年10月HONDA公司又推出了仿人形机器人P3，是一台完全自立的人性化双腿步行机器人。
在此基础上，ASIMO才得以诞生，2004年12月15日，日本本田技研工业株式会社推出了新一代“ASIMO”机器人，它是世界上首批遥控式双足直立行走机器人。
仿人机器人步态模式可分为静态步行、准动态步行和动态步行。
在静态步行中，机器人的质心在地面上的投影始终不超越支撑多边形的范围；而在动态步行中，质心的投影在某一时刻可以超越支撑多边形。
研究表明，动态行走时关节驱动力矩较静态行走时小，是仿人机器人研究的必然发展方向和实现目标。
仿人机器人步态规划不仅取决于地面条件、下肢结构、控制的难易程度，而且必须满足运动平稳性、速度、机动性和功率等要求。
为提高仿人机器人的智能化，仿人机器人中安装了大量的传感器，如力传感器、力矩传感器、陀螺仪、视觉传感器、接近觉传感器、声学传感器等多种传感器。
而六维力/力矩传感器具有可以同时测量3自由度力和3自由度力矩的优越性，使得常被安装在机器人脚底用于测量地面反力。
机器人的控制从某种程度上，可以说是基于传感器的控制。
仿人机器人是能够与人相互影响的最理想的机器人，它能够通过与环境的交互不断获得新知识，而且还能用它的设计者根本想象不到的方式去完成各种任务，它会自己适应非结构化的、动态的环境。
开展仿人型机器人研究，不仅能够促进传感控制、人工智能等多学科发展，而且将大大提高我国机器人技术的系统集成能力和控制水平。
通过提高机器人的智能化、机动性、可靠和安全性以及与人类环境的完美的融入性，使得仿人机器人融入人类的生活，和人类一起协同工作，从事一些人类无法从事的工作，以更大的灵活性给人类社会带来更多的价值。