仿生机器人
仿生四足机器人步态规划与仿真研究
仿生四足机器人步态规划与仿真研究1. 引言1.1 研究背景仿生四足机器人是一种模仿动物四足行走方式的机器人，具有良好的稳定性和适应性，被广泛用于恢复性医疗、紧急救援、军事作战等领域。
随着人工智能和机器人技术的不断发展，仿生四足机器人的研究也变得越来越重要。
在仿生四足机器人的步态规划和仿真研究中，如何设计出稳定且高效的行走模式成为研究的重点之一。
近年来，随着计算机仿真技术的不断进步，仿生四足机器人的步态规划和仿真研究取得了一系列重要进展。
通过计算机模拟仿生四足机器人的步态和动作，研究人员可以更好地了解机器人行走时的力学特性和运动规律，为机器人的控制和优化提供有力支持。
本文将对仿生四足机器人步态规划与仿真研究进行深入探讨，旨在为仿生四足机器人的设计与控制提供理论支持和实验基础。
通过对步态规划算法、仿真模型建立、实验结果分析以及研究展望和应用前景的讨论，将全面展示仿生四足机器人的发展现状和未来发展方向，为相关领域的研究工作提供有益参考。
1.2 研究目的研究目的是为了解决传统固定步态规划方法在应对复杂环境和不确定性时存在的不足之处，提高仿生四足机器人的运动稳定性和适应性。
通过研究仿生四足机器人的步态规划算法，探索其在不同地形和工作条件下的运动模式，为其设计提供更加智能和高效的运动策略。
通过建立仿真模型，验证步态规划算法的有效性，并进一步探索优化算法。
研究将通过实验结果来验证仿生四足机器人步态规划算法的可行性和有效性，为进一步开发基于仿生原理的机器人提供参考和借鉴。
通过深入研究仿生四足机器人的步态规划与仿真，探讨未来在智能机器人领域的发展方向和挑战，为该领域的研究提供新的思路和方法。
1.3 研究意义仿生四足机器人的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 提高机器人的稳定性和适应性：仿生四足机器人可以模仿动物在不同地形上行走的方式，通过合理的步态规划算法，可以使机器人在复杂环境中保持稳定，提高其适应性和灵活性。
仿生智能机器人的设计与实现
仿生智能机器人的设计与实现随着科学技术的发展，机器人技术已经越来越成熟，并得到越来越广泛的应用。
目前，随着人工智能技术的不断发展，仿生智能机器人逐渐成为研究、开发的热点领域。
本文将就仿生智能机器人的设计与实现进行探讨。
一、机器人的分类机器人可以根据其用途和功能进行分类。
根据用途可以将其分为工业机器人、服务机器人等。
根据功能可以将其分为自主式机器人、协作式机器人、仿生机器人等。
而仿生机器人又可以进一步分类为仿生智能机器人和仿生机械臂等。
二、仿生智能机器人的设计仿生智能机器人的设计主要包括以下几个方面。
1. 传感器的设计：仿生智能机器人需要大量的传感器来感知周围的情况，如视觉传感器、触觉传感器、听觉传感器等。
这些传感器需要具备高精度和高可靠性，才能确保机器人的操作精度和安全性。
2. 运动系统的设计：仿生智能机器人的运动系统需要符合生物学的机理，如人类的关节运动等。
同时，机器人的运动系统需要具备高速、高精度、高负载等特性，以满足各种操作需求。
3. 控制系统的设计：仿生智能机器人的控制系统需要具备高智能的特性，能够自主学习和适应环境，能够自主感知周围环境的变化，从而实现高效的操作。
4. 人机交互接口的设计：仿生智能机器人需要提供友好的人机交互接口，方便用户进行控制和操作。
这个接口可以是语音识别、手势识别、虚拟现实等形式。
三、仿生智能机器人的实现仿生智能机器人的实现需要通过一系列的研究和技术创新来实现。
以下是实现仿生智能机器人的一些关键技术。
1. 深度学习技术：深度学习技术可以通过神经网络模拟人类的智力，从而实现机器人的自主学习和适应环境。
2. 机器视觉技术：机器视觉技术可以通过图像识别、目标跟踪等技术，实现机器人对周围环境的全面感知。
3. 传感器技术：传感器技术是实现机器人感知环境的基础。
目前已经研发出了各种类型的传感器，如激光雷达、视觉传感器等。
4. 运动控制技术：运动控制技术可以实现机器人的高速、高精度运动，如闭环控制、PID控制等。
仿生学探索中的新技术
仿生学探索中的新技术随着科技的不断发展，人类对于探索自然界的渴望也在不断增加。
在这样的背景下，仿生学逐渐成为一种备受关注的学科领域，人们通过对自然界中的生物进行研究，寻找到了一系列有关新技术的方法和创新。
本文将对仿生学探索中的新技术进行阐述。
一、仿生机器人技术仿生机器人技术是一种通过对生物形态、结构和运动方式进行学习和模仿，从而设计制造出的机器人技术。
与传统机器人相比，仿生机器人拥有更加类似于生物的特点和能力，比如灵活性、运动稳定性等。
仿生机器人可以在多种场合发挥重要作用，比如救援、探测、研究等领域。
例如，仿生机器人“迈走者”就是一个很好的例子。
它是一种仿生腿机器人，与人类的步态很相似，能够在不平整的地面上行走。
该机器人能够克服各种障碍，包括梯子、翻滚的球和不同高度的台阶。
在未来，在救援、边境巡逻等领域，这样的机器人将有着广阔的应用前景。
二、微纳米生物技术微纳米生物技术是一种研究微观世界中的生物组织、细胞和蛋白质分子等的学科。
它利用先进的光学和微纳米加工技术，将生物学、物理学、化学和工程学等多学科的知识融合在一起，可以制造出微小的生物机器人、传感器等，具有极强的感性和可操控性。
例如，微纳米生物技术通过对细胞生命活动的研究，发现了用于治疗癌症的纳米药物、服务于医疗微创手术的微纳米器械和救援现场的高性能传感器等。
微型传感器可以在非常小的范围内检测到生命物质的存在，为人们提供更高效的检测和诊断方式。
因此，微纳米生物技术的发展将在医疗、生命科学等领域发挥重要作用。
三、仿生建筑技术仿生建筑技术是一种通过对生物的结构和特征进行观察学习，从而创造出一种更加环保、优质、可持续的建筑技术。
建筑设计师们从各种自然界的互动、竞争和合作行为中探寻设计灵感，仿照叶片上的气孔设计出通风系统，仿照大自然的循环输送系统设计出集中供水、废水回收等系统。
因此，这种建筑技术不仅在建筑表现上更加符合人体生理和心理感受，也很大程度上提高了建筑的节能化、环保性和安全性。
仿生墨鱼机器人及其关键技术研究共3篇
仿生墨鱼机器人及其关键技术研究共3篇仿生墨鱼机器人及其关键技术研究1随着科技的发展，人们对机器人的需求越来越高，尤其是在某些领域中，如海洋勘测和潜水，机器人可以替代人类进行危险和繁琐的工作。
为此，仿生墨鱼机器人应运而生。
本文将介绍仿生墨鱼机器人及其关键技术研究的概述。
一、仿生墨鱼机器人的概述仿生墨鱼机器人是由中国科学院深海科学与工程研究所的研究人员研发的一种智能水下机器人。
它采用了仿生学的原理，模仿了真正的墨鱼，外形和姿态均与真正的墨鱼十分相似。
它特别适合进行水下勘测和观测任务。
仿生墨鱼机器人采用了一些新技术，例如柔性运动、多自由度控制和自主导航等，能够自如地在水下前进，同时还配备了高清摄像头和激光雷达等设备，能够精确地捕捉周围的环境信息。
二、仿生墨鱼机器人的关键技术仿生墨鱼机器人的关键技术包括了以下几个方面：1、柔性运动技术仿生墨鱼机器人的柔性运动技术是其最大的亮点。
为了实现真正的墨鱼般的柔性运动，研究人员采用了基于流体动力学的仿生学原理，将柔性材料和机械臂等结构相结合，使机器人能够更加灵活地运动。
此外，该技术还能够使机器人在快速移动时减少水阻，降低能量消耗。
2、多自由度控制技术仿生墨鱼机器人共有八个触手，每个触手都具备多自由度的运动能力。
通过利用机械臂的多自由度控制技术，可以控制机器人在复杂的水下环境中进行高精度的定位和导航。
3、自主导航技术自主导航技术是机器人技术中比较重要的一项技术，也是仿生墨鱼机器人的关键技术之一。
通过内置的自主导航系统，可以实现机器人的自主控制和运动。
自主导航系统包括了传感器、航迹规划和动力系统等子系统。
4、智能控制技术智能控制技术是仿生墨鱼机器人的核心技术之一，具有自主学习、自适应和自主决策等特点，可以对周围环境进行感知和分析，对机器人进行控制和优化。
同时，该技术还能够保证机器人在执行任务时具有高效性、精准性和可靠性。
三、仿生墨鱼机器人的应用前景仿生墨鱼机器人具有广阔的应用前景，尤其是在水下勘测、海洋资源开发和水下灾害救援等领域中有着广泛的应用。
仿生学在机器人技术研究中的应用案例分析
仿生学在机器人技术研究中的应用案例分析人工智能和机器人技术的发展已经取得了重大突破，仿生学正逐渐成为机器人技术研究的重要方向之一。
仿生学是通过模仿生物体的结构和功能，将其应用于机器人设计和开发中。
本文将以1800字左右的篇幅，通过案例分析，探讨仿生学在机器人技术研究中的应用。
案例一：鸟类仿生机器人鸟类仿生机器人是一种通过模仿鸟类的飞行姿态和机械结构，设计和制造的机器人。
这种仿生机器人可以实现像真实鸟类一样的飞行表现和机动能力。
通过对鸟类翅膀的结构和运动方式的研究，科学家们设计出了一种类似鸟翼的机械结构，使得仿生机器人可以更加灵活地飞行和机动。
仿生学在鸟类仿生机器人的研究中被广泛应用，如仿鸟翼结构的设计、鸟类飞行姿态的模拟等。
这一技术的应用不仅能够提高机器人飞行效率，还可以应用于无人侦察、空中测绘等领域，具有重要的应用价值。
案例二：鱼类仿生机器人鱼类仿生机器人是一种通过模仿鱼类的游泳姿态和结构，设计和制造的机器人。
仿生学在鱼类仿生机器人的研究中发挥了重要作用，能够帮助科学家们理解鱼类在水中的游泳方式和动作机理。
通过仿生学的方法，科学家们设计出了类似鱼类的鳍和尾巴结构，使得仿生机器人可以像真实鱼类一样游动。
这种仿生机器人不仅在水下探测和水生生物学研究中具有重要应用，还可以用于海底考古、水下作业等领域。
案例三：昆虫仿生机器人昆虫仿生机器人是一种通过模仿昆虫的结构和行为，设计和制造的机器人。
昆虫在细小环境中具有出色的适应能力和行动能力，利用仿生学的方法，科学家们可以借鉴昆虫的结构和行为特点，设计制造更加灵活和具有敏捷性的机器人。
通过仿真昆虫的感知机构、运动机制和智能行为，科学家们开发出了一系列昆虫仿生机器人，如模拟蚂蚁的行为模式的聚集式探索机器人、模仿蜜蜂的轨迹搜索算法的飞行器等。
这些仿生机器人在农业、环境监测、救援等领域有着广泛的应用前景。
案例四：植物仿生机器人植物仿生机器人是一种通过模仿植物的结构和生长机制，设计和制造的机器人。
仿生蛇形机器人设计与应用
声纳与红外感应
仿生蛇形机器人还具备声纳和红外感应功能，能够感知周 围生物和电子设备的存在，为侦察提供更多信息。
目标跟踪与打击
灵活跟踪
凭借其仿生的蛇形结构 ，机器人能够在复杂环 境中实现对移动目标的 跟踪，如车辆、人员等 。
狭小空间救援
仿生蛇形机器人的灵活性和适应性使其能够在狭小的空间中进行 救援，为受灾人员提供及时的援助。
灾害模拟演练
模拟灾害环境
仿生蛇形机器人可以模拟地震、洪水等灾害现场，为救援团队提供 模拟演练的环境。
评估救援能力
通过模拟演练，救援团队可以评估自身的搜救能力和响应速度，为 实际救援提供参考。
培训与教育
超声波传感器
用于测量机器人与周围环境之间的距离，实现机 器人的导航功能。
IMU传感器
用于检测机器人的姿态，帮助机器人保持稳定的 运动状态。
驱动器系统
电机驱动器
用于驱动电机转动，实现机器人的运动。
舵机驱动器
用于驱动舵机转动，控制机器人的姿态和运动方向。
电源系统
电池
为机器人提供电力，一般采用可充电电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
感知系统架构
01
设计感知系统的整体架构，包括传感器数据的采集、处理和传
输。
触觉传感器
02
设计能够模拟蛇的触觉感知的触觉传感器，并开发相应的数据
处理算法。
视觉传感器
03
设计能够模拟蛇的视觉感知的视觉传感器，并开发相应的数据
处理算法。
导航软件设计
1 2
SLAM算法
使用SLAM（同时定位与地图构建）算法实现机 器人的自主导航。
仿生蚂蚁机器人
蚂蚁机器人路径规划
科学家研制一种蚂蚁机器人模拟真实蚂蚁的运动路径，证实蚂蚁在道路选择方面 浪费很少的精力，当它们抵达三岔路口时能够做出准确的心智判断，从几何学角度选 择最佳行进路径。
美国新泽西理工学院生物学家西蒙·卡尼尔说：“它们的网络路径外形能够缓解 蚂蚁的认知负荷，它们不需要纠结于路径选择，蚂蚁的网络路径外形将确保它们的移 动更加有效。”这项发现意味着理解蚂蚁的生物学特征，将有助于更好地实现人类设 计运输网络，达到最佳信息传递、货物运输和人员流动。
大家心中的蚂蚁机器人是怎样的？ Festo自动化公司仿生大蚂蚁
Cooperative behaviour based on a natural model
Combined with practical production
Stimulus for production of the future
New technology on BionicANTS
New application of piezo technology
Piezo elements can be controlled very precisely and quickly. They require little energy, are almost wear-resistant and do not need much space.
结论：这份科学研究报告记录了蚂蚁使用一种叫做“信息素”的化学标
记物来标示它们的路径。这也是蚁群算法的核心。
蚁群算法
各个蚂蚁在没有事先告诉他们食物在什么地方的前提下开始寻找食物。 当一只找到食物以后，它会向环境释放一种挥发性分泌物pheromone (称为信息素,该物质随着时间的推移会逐渐挥发消失，信息素浓度的 大小表征路径的远近)来实现的，吸引其他的蚂蚁过来，这样越来越 多的蚂蚁会找到食物。有些蚂蚁并没有像其它蚂蚁一样总重复同样的 路，他们会另辟蹊径，如果另开辟的道路比原来的其他道路更短，那 么，渐渐地，更多的蚂蚁被吸引到这条较短的路上来。最后，经过一 段时间运行，可能会出现一条最短的路径被大多数蚂蚁重复着。
仿生智能机器人技术研究
仿生智能机器人技术研究第一章：引言近年来，仿生智能机器人技术逐渐应用于各个领域，如医学、工业制造、军事等。
仿生智能机器人技术可以通过模仿生物体的结构和行为，实现智能化的人工机器人，从而提高其灵活性、适应性和自主性。
本文将介绍仿生智能机器人技术的研究现状和关键技术，以及其在不同领域的应用情况和未来发展趋势。
第二章：仿生智能机器人的基本原理仿生智能机器人是指利用仿生学原理和智能技术设计制造出的机器人。
仿生学原理是指通过模仿动、植物或者其他生物体的结构和功能，实现人工系统对于环境的感知、处理和适应能力。
仿生智能机器人主要由机械结构、传感器、执行器和控制系统四个部分构成。
机械结构是指仿生机器人的外形和内部结构，通过仿照自然界中的生物结构设计出同样的结构体系，以达到更优秀的性能。
例如，仿生机器人的爪子可以设计成鸟类的爪子，可以更好地适应环境。
传感器是仿生机器人的重要组成部分，它可以对环境进行感知，提供给控制系统以精准的信息。
传感器的种类很多，例如光电感应器、压力传感器、加速度计等。
执行器是仿生机器人的执行装置，如电机、比例阀、气动缸等，其作用是接收控制信号，产生动作或效应。
控制系统是仿生机器人的大脑，它可以处理来自传感器的信息，并引导执行器实现不同的任务。
一般情况下，为了提高仿生机器人的智能性能，控制系统会引入人工智能技术。
第三章：仿生智能机器人技术关键技术仿生智能机器人技术的核心是调节控制理论和智能算法。
传统控制方法无法满足仿生机器人的精确控制，而智能算法则可以通过自我学习和优化，提高机器人的决策和执行能力。
下面将介绍几个关键的技术。
3.1 智能控制算法智能控制算法是将人工智能技术应用于控制系统的关键方法之一。
其中，最常用的是模糊控制、遗传算法、神经网络等。
这些算法可以根据仿生机器人的传感信息自我调节控制参数，实现自主学习和优化。
3.2 感知技术仿生智能机器人需要对周围环境进行感知，才能做到适应性和灵活性。
仿生人
2050年的人类：超人当家
仿生人
• 仿生人（Android），即仿真机器人， 指是以模仿真人为目的制造的机器 人，而还有仿制人或人型机器人等 名称。但人型机器人也可以指英语 中的Humanoid（拟人机器人）， 可以大小和真人差很远也没有似人 的外观，但有人的四肢和头等构造。 现时仿生人仍然在试制阶段，却是 长期以来科幻和机器人学的一大主 题。2013年2月5日英国制造出了第 一个仿生人，名为“雷克斯”(Rex)， 造价100万美元左右。制造者利用 来自世界各地的人造假肢和器官所 打造，拥有人工血液循环系统，以 及人工的胰腺、肾脏、脾脏和气管 等，还实现了人工眼自动对焦的功 能。
耳朵 耳朵里有内部植入的神经纤维，信号通过声音的形式传递到大脑。 心脏 由美国亚利桑那州Syncardia公司提供。由电池提供动力的人造心脏价值7.6万 英镑，在合适的捐赠者提供心脏之前，这将作为仿生人的心脏。 手和胳膊 手和胳膊对极微小电子脉冲产生回应，能够产生26度左右的旋转。 脚和脚裸 传感器通过分析脚的运动，合理分配动力完成走、跑和爬。[4] 眼睛 包括一个植入了芯片的视网膜和一个置于眼镜上的照相机，图像可以转变成电 脉冲发送到大脑里，并转化成形状和图案。
伦理争议
恐怖谷理论
“似人非人”最恐怖
• 恐怖谷理论是一个关于人类对机器人和非人类物体的感觉的 假设。它在1970年由日本机器人专家森政弘提出，但“恐怖 谷”一词由Ernst Jentsch于1906年的论文《恐怖谷心理学》 中提出，而他的观点被佛洛伊德1919年的论文《恐怖谷》中 阐述，因而成为著名理论。 • 森政弘的假设指出，由于机器人与人类在外表、动作上都相 当相似，所以人类亦会对机器人产生正面的情感；直至到了 一个特定程度，他们的反应便会突然变得极之反感。哪怕机 器人与人类有一点点的差别，都会显得非常显眼刺目，让整 个机器人显得非常僵硬恐怖，让人有面对行尸走肉的感觉。 可是，当机器人的外表和动作和人类的相似度继续上升的时 候，人类对他们的情感反应亦会变回正面，贴近人类与人类 之间的移情作用。 • “恐怖谷”一词用以形容人类对跟他们有某程度上相似的机 器人的排斥反应。而“谷”就是指在研究里“好感度对相似 度”的关系图中，在相似度临近100%前，好感度突然坠至反 感水平，然后回升至好感的那段范围。
机器人的仿生学原理
机器人的仿生学原理近年来，随着科学技术的飞速发展，机器人逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
而机器人的仿生学原理则是机器人设计和制造的重要原则之一。
仿生学原理是通过模仿自然界生物的结构和运动方式，来改进机器人的功能和性能。
本文将介绍机器人仿生学的原理以及其在不同领域的应用。
一、机器人仿生学的基本原理机器人的仿生学原理来源于对自然界生物的深入研究。
生物经过亿万年的进化，形成了高度适应各种环境的优秀结构和智能行为。
机器人的仿生学原理正是基于这些生物结构和行为，将其应用于机器人设计中。
其中，机器人仿生学的基本原理包括以下几个方面：1. 结构仿生学：通过模仿生物结构来改进机器人的机械结构。
例如，从昆虫的外骨骼结构中借鉴，可以设计出轻巧灵活的机器人。
2. 运动仿生学：通过模仿生物的运动方式来改进机器人的运动性能。
例如，借鉴鸟类的飞行原理，可以设计出具有优秀飞行能力的无人机。
3. 感知仿生学：通过模仿生物的感知能力来改进机器人的感知系统。
例如，模仿昆虫的复眼结构，可以设计出更高分辨率的摄像头。
4. 控制仿生学：通过模仿生物的智能行为来改进机器人的控制系统。
例如，模仿人类的思维模式，可以设计出具有更强智能的机器人。
二、机器人仿生学的应用领域机器人的仿生学原理在各个领域都有广泛的应用，以下将分别介绍其在医疗、农业和救援领域的具体应用。
1. 医疗领域：仿生机器人在医疗领域的应用可以帮助提高手术精确度和减轻医护人员的工作负担。
例如，通过仿生学原理设计的手术机器人可以模拟人手的灵活性和精确控制能力，实现微创手术。
2. 农业领域：仿生机器人在农业领域的应用可以提高农产品的生产效率和质量。
例如，通过仿生学原理设计的农业机器人可以模仿昆虫觅食的方式，提高喷洒农药的准确度和效果。
3. 救援领域：仿生机器人在救援领域的应用可以提高救援行动的效率和安全性。
例如，通过仿生学原理设计的救援机器人可以模仿动物的爬行方式，进入狭窄复杂的救援场景，从而提高救援成功率。
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TMSUK04 T5
株式会社テムザック
http://www.tmsuk.co.jp/jap/index.html
T5 2000年開発 1993年1月開発 1996年1月開発 1997年開発 TMSUK04 1999年開発
遠端 操控 危険な地域（工事現 場や災害現場など） 滅火!! TMSUK04-2
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蟑螂机器人
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机器蝇
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机器鸟
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机械手
国外先进机械手 哈工大灵巧手 北航灵巧手
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东京机器手
i机器手
卡门机械臂
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日本灵巧手
4指，各三个关节，全手共14个自由度。
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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
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仿生微型机器人国内外研究情况
•
处理器配置及编程环境 － x86 AMD Geode 500 Mhz 嵌入式 CPU， 256 MB SDRAM / 2 GB Flash memory，嵌入Linux 操作系统。 －可以通过行为编辑软件Choregraphe®，使用C++语言 编程，或是通过一个丰富的应用程序接口（API），使 用不同脚本语言来编程。 －编辑好的程序通过网络接口下载并执行。
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CPG单元
CPG神经元结构图
CPG网络
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舵机驱动爬壁机器人
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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。
James M. Conrad
(Research Triangle Park )
Jonathan W. Mills
(Indiana University) /robo tics/colony.html
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最成功的四足机器人——BigDog
Shigeo Hirose TITech http://mozu.mes.titech.ac.jp /hirohome.html
Rocker Bogie Sole
Stiquito
Power Supply:9V battery Cost:$10 Dynamic: Nitinol Wires(記憶金屬) Purpose: Muscle wire Avi: 1、2
陀螺仪传感器
陀螺仪传感器可以感 知物体所处的机械状态， 从而辅助NAO更好地保持 身体的平衡，并且可以使 NAO跌倒了自动站起来。
NAO的通信与交流方式
Nao可以通过红外线进行远程控制。Nao也 可以通过Wi-Fi来连接无线，Nao还可以通过语音 识别进行进行简单的命令接收和交流。
生物机器人
日本
通产省“微型机械十年计划”（93年开始） 经费250亿日元 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
美国 中国
为期3年 6000万英镑 “毫微米技术开发计划”
蚂蚁微型机器人、苍蝇微型机器人
主要集中在高校 比如上交的六足微小型仿蟑螂机器人
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仿生微型机器人发展方向
能耗： 电 源： 电池容量： 400次以上。 自由度： 头 部： 手 臂： 骨 盆： 腿 部： 手： 多媒体： 扬声器： 扩音器： 视 觉：
AC 90-230 V/DC 24 V 充电后使用45min，可反复使用 共计25 自由度 2 自由度 5 自由度 * 2 只 1 自由度 5 自由度 * 2 只 1 自由度 * 2 只 2 只扬声器 4 只话筒 2 只CMOS数字摄像头
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
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蜜蜂
沙漠蚂蚁
蚂蚁化学导航
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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。 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。
NAO的硬件部分
各种传感器
压力传感器（FSR） Nao的每只脚上配备有四个压力传感器（FSR），传感 器的值用来确定每只脚压力中心的位置，并进行适当调整， 让Nao更好地保持平衡。
声纳
Nao的躯干上安装了两 对超声波发射器和接收器， 这样，Nao就可以了解到周 围是否有障碍物以及障碍物 的数量。
Nao机器人 －法国Aldebaran-Robotics 公司的产品。 －RoboCup机器人世界杯的标准平台组比赛用机器人。 －有视觉、听觉和姿态传感，能感知外部环境和自身姿 态。 －它可在 Linux、微软或 MacOS 等多种平台上编程开 发。
－价格约为十多万人民币。
机器人综合特性参数： 体型特征： 身 高： 58公分 体 重： 4.3 Kg 身体类型： 工业塑料
即活体生物的人工控制。
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仿生机器人发展方向
结构微型化—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。
水下仿生机器鱼—日本
水下仿生机器鱼—日本
Underwater--Wanda
/wanda.htm
John Kumph iRobot
Power Supply:NiCd Batteries+17 V Dynamic: Purpose: Swimming Sensor: Motor position, foot contact, pressure (underwater), flow (underwater), compass, inclinometer, metal detectors Power Supply:22 NiCd cells Cost:$50000(materials only) iRobot Dynamic: http://robosapiens.mi Purpose:mine sweeping /ariel.htm
Sensor: (CCD x2+Microphone) Power Supply:DC12V Battery Dynamic: Motor 72W x1+17W x2 Purpose: Saviour
爬壁机器人
NINJA
Shigeo Hirose
TITech
http://mozu.mes.titech.ac.jp/hirohom .html
Ariel
水下仿生机器人—美国
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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。
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空中仿生机器人举例
美国机器蝇 法国机器鸟
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地面仿生机器人
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蛇形机器人
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蒼龍Ⅰ、Ⅱ号機
Shigeo Hirose TITech http://mozu.mes.titech.ac.jp/hirohome.html
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ASIMO
终结者
－2000年前后，日本SONY、丰田、本田、富士通等公 司开发并展示了一系列类人型机器人产品，具备了较高 的水平。
SDR-4X (Sony Dream Robot)
1996公開發表
震撼~~
機械人學界!!
1994 P1 1997 P2 2000P3 ASIMO SDR
http://www.watch.impress.co.jp/pc/docs/2002/0320/sony.htm
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。
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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
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仿生機械—海下
水下仿生机器人—北航
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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。
红外传感器
安装在Nao眼睛里的 红外线发射器和接收器可 以使Nao连接至其周围的 物体，作为远程控制。 （直线传输）
摄像头
Nao配备有两个CMOS 摄像头，规格640x480，每秒 最多能捕获30个图像。第一 个摄像头位于前额，看向前 方。另一个位于嘴部，观察 其附近的环境。
麦克风和扬声器
NAO的脑袋中装备有4个全方位的麦克风，在两个 耳朵部位装备有两个立体声的扬声器。