仿生机器人现状
仿生机器人技术的发展现状与未来趋势分析

仿生机器人技术的发展现状与未来趋势分析近年来,仿生机器人技术成为人们关注的热点话题。
仿生机器人通过模仿生物的外貌、结构和功能,并结合人工智能技术,实现了更加智能和逼真的机器人表现。
这一技术的发展不仅在工业、医疗等领域有着广泛的应用,同时也对人类自身的理解和技术创新产生了深远的影响。
本文将从不同的角度,对仿生机器人技术的发展现状和未来趋势进行分析。
首先,从仿生机器人的应用领域来看。
目前,仿生机器人广泛应用在医疗领域,如外科手术机器人、康复机器人等。
外科手术机器人通过精确的操作和覆盖手术难度大、风险高的领域,提高手术的准确性和安全性。
康复机器人则可以模拟人体肌肉、骨骼等部位,帮助患者进行康复训练。
此外,仿生机器人还应用在教育、娱乐等领域,如教学机器人、陪护机器人等。
这些应用为仿生机器人技术的发展提供了广阔的空间。
其次,从仿生机器人技术的发展趋势来看。
随着人工智能技术的不断进步,仿生机器人将实现更加高级的智能化和自主化。
人们期待仿生机器人能够具备更强的感知能力,通过视觉、听觉、触觉等感官的模拟和处理,拥有更接近人类的认知能力。
此外,仿生机器人还将在材料科学、通信技术等方面有所突破。
新材料的应用将提供更具弹性和韧性的仿生机器人,确保其在复杂环境中的适应能力。
而通信技术的进步则将实现机器人之间的无缝连接,实现协同工作和学习。
再次,从人类社会的角度来看,仿生机器人技术的发展对人类生活和产业结构产生了深远的影响。
一方面,仿生机器人的广泛应用将提高生产效率,降低生产成本,使得人们可以更加专注于创造性的工作。
另一方面,仿生机器人的出现也引发了一些道德和社会问题的讨论。
例如,机器人的智能化是否会威胁到人类的就业,机器人是否能够替代人类在心理上的陪伴等。
这些问题需要我们认真思考和解决。
最后,未来的发展趋势值得我们关注和期待。
随着仿生机器人技术的不断发展,很可能会出现更加逼真和智能的机器人伴侣。
仿生机器人在心理学、人工情感等方面的研究已经取得了一些进展,相信在不久的将来,人类将能够与机器人建立更加亲密的关系。
仿生机器人的发展现状与未来趋势

仿生机器人的发展现状与未来趋势随着科学技术的不断进步,人们对仿生机器人技术的关注度也在不断增加。
仿生机器人是一种模仿生物特征的机器人,其设计灵感来自于自然界的生物,可以模拟生物的外貌、运动以及感知能力。
本文将探讨仿生机器人的发展现状以及未来的趋势。
一、仿生机器人的发展现状目前,仿生机器人技术已经在各个领域取得了重要突破。
最为人熟知的应用之一是仿生机器人手臂。
仿生机器人手臂能够模拟人类手臂的运动能力,具备高精度、高速度的操作能力,被广泛应用于制造业、医疗领域等。
另外,仿生机器人还用于搜救任务中,具备对环境的感知能力和适应能力。
例如,有研究人员开发出能够模仿蜘蛛行走的仿生机器人,使其能够在复杂地形中执行搜索和救援任务。
仿生机器人的另一个领域是仿生感知。
仿生感知是指机器人通过传感器获取外界信息,并进行处理和分析的能力。
目前,仿生机器人的传感器已经实现了对声音、视觉、触觉等多种感知模式的模仿。
同时,仿生机器人还可以利用人类的感觉能力,获得更好的环境适应性。
例如,一些仿生机器人可以通过声波定位技术来模拟人类的听觉感知,实现对环境中物体位置的感知和追踪。
二、仿生机器人的未来趋势随着科技的不断进步和仿生机器人技术的不断发展,其未来的应用前景十分广阔。
首先,仿生机器人将在医疗领域发挥重要作用。
通过仿生机器人的运动学能力和仿生感知能力,可以使机器人更好地协助医生进行手术或康复训练等操作。
此外,仿生机器人还可以用于提高医疗设备的操作精度,改善诊断和治疗效果。
另外,仿生机器人在教育领域的应用也具有潜力。
通过将仿生机器人引入学校和教室中,可以提供更加互动和灵活的教学方式。
学生可以亲身体验和探索仿生机器人的运动特点,从而激发学习兴趣和培养动手能力。
此外,仿生机器人还可以帮助教师解决一些劳动强度大的工作,提高教学效率。
未来,随着人工智能和大数据技术的进一步发展,仿生机器人将实现更加复杂和智能的功能。
例如,仿生机器人可能具备更加灵活的运动模式,能够自主学习和适应环境变化。
仿生机器人技术的研究现状与前沿

仿生机器人技术的研究现状与前沿近年来,仿生机器人技术在科技领域备受关注,它将现代工程技术和生物学原理结合起来,将人类与机器融合为一体。
仿生机器人技术通过模拟生物系统的思维、学习、适应、控制等机制,使机器人能够更好地适应自然环境,从而实现更加智能化的操作。
本文将探讨当前仿生机器人技术的研究现状和未来的前沿发展。
一、仿生机器人技术的研究现状目前,仿生机器人技术的研究已经涉及到各个领域。
其中,仿生机器人技术的研究领域包括仿生传感器、智能控制、自主导航、柔性材料、生理仿真模型、生物运动学和神经科学等。
这些领域中的技术都是基于生命和环境适应性的基本原则,实现机器人的多功能适应。
1.仿生传感器仿生传感器可以模仿人体感觉器官的结构和工作原理,包括视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉。
这些传感器可以使机器人更好地适应环境,从而实现更高效的操作。
例如,蜘蛛机器人通过仿真蜘蛛的感觉器官,可以在复杂的环境中准确地定位和轨迹跟踪。
2.智能控制智能控制是一个重要的研究领域,它包括多种控制技术,如人工智能、模糊控制和神经网络等。
这些控制技术可以使机器人更好地适应环境,从而实现更高效的操作。
例如,研究人员使用基于非线性控制的算法,实现了一种具有自主避障和控制能力的水下机器人。
3.自主导航自主导航是一个重要的研究领域,它可以使机器人在复杂的环境中自主移动和组合成群状进行协作。
例如,研究人员使用机器视觉技术,在水下环境中实现了对鱼群的监测和跟踪,从而实现了更加智能化的控制。
4.柔性材料柔性材料是一种能够与环境相适应的材料,可以使机器人更加灵活和敏捷。
例如,柔性植物机器人,可以通过模仿植物的生理结构和运动方式,实现更好的环境适应性和操作能力。
二、仿生机器人技术的前沿发展随着科技的发展,仿生机器人的研究领域将会越来越广泛,其前沿发展也将日益迅速。
以下是当前仿生机器人技术的前沿发展趋势。
1.光学仿真光学仿真是一种基于光学技术的仿真方法,可以将视觉图像直接传输到机器人中。
仿生机器人技术的发展现状

仿生机器人技术的发展现状随着科技的不断发展,人类对于机器人的应用也越来越广泛。
在这其中,仿生机器人也成为了一个备受关注的领域。
仿生机器人是利用生物学与工程学相结合的知识,通过对于生物特性的研究来设计出与生物体相似的机器人。
1. 仿生机器人技术的背景仿生机器人对于人类的发展有着重要的作用。
首先,利用仿生机器人可以解决一些生理和心理上的疾病,例如利用仿生机器人来辅助肢体残疾人的运动,帮助他们更好地融入社会。
其次,仿生机器人可以应用在一些危险的环境中,例如在核电站的水下清洗、地震灾区的救援等方面,保障了人类生命的安全。
最后,仿生机器人还可以用于探索宇宙中的未知领域,为人类的发展做出了重要的贡献。
2. 仿生机器人技术的发展现状虽然现在仿生机器人技术还处于起步阶段,但是已经出现了一些有着较好应用前景的领域。
2.1 仿生机器人学仿生机器人学是仿生机器人技术的基础和核心,它将生物学和机械学相结合,通过对仿生材料和生理学、生物学特性的研究,设计出一些具有生物特点的机器人。
例如,在仿生机器人研究中,利用仿生学的思想,研制出了一种“鲸鱼机器人”,它能够像真实的鲸鱼一样游动,用它来进行水下探测是具有很大的应用前景。
2.2 智能仿生技术智能仿生技术是仿生机器人技术的一个重要领域。
智能仿生技术利用人工智能来模拟人类的思考和判断,让仿生机器人具备更加智能化和灵活的行动能力,在实现人机交互方面具有突出的优势。
例如,模仿猎豹奔跑特性的四腿机器人,行动迅速敏捷,在紧急救援、探险等场景得到了广泛的应用。
2.3 生物力学仿生技术生物力学仿生技术又称为运动仿生学,是利用生物学特性来设计有关生物体运动的机器人。
仿生机器人在这个领域中的研究主要是对于生物运动学的仿真,以及对于人类运动的仿真来设计出有效的机器人控制策略。
例如,仿生机器人通过人类运动学的仿真来设计出了一些适合于运动训练的机器人,它们可以更好地改善人类的运动状态。
3. 仿生机器人技术的应用前景随着仿生机器人技术的不断发展,它的应用前景也越来越广阔。
仿生机器人技术的现状和未来前景

仿生机器人技术的现状和未来前景随着科技的不断进步,仿生机器人技术也随之迅速发展。
仿生科技旨在模仿生命体的形态、结构和功能,将其运用于机器人开发中,从而创造出更加智能、灵活、高效的机器人。
目前,仿生机器人技术已经在工业生产、医疗、军事等多个领域得到了广泛的应用。
未来,仿生机器人技术有望进一步得到发展,为人类创造出更加便捷、智能的生活。
一、仿生机器人技术的现状仿生机器人技术的发展起源于上世纪八十年代,当时科学家们开始模仿昆虫和动物的运动机制和行为,开发出相应的机器人。
随着计算机技术的不断进步,仿生机器人技术逐渐成熟,应用范围也越来越广泛。
在医疗领域,仿生机器人可以被应用于手术操作、病人护理等方面。
例如,日本的“达芬奇手术”系统利用达芬奇机器人臂进行手术操作,可以实现微创手术,减少手术创口、减轻手术痛苦,并能够手术高精度。
在工业生产领域,仿生机器人也起到了重要的作用。
由于仿生机器人可以更像人类的操作方式,它在生产线上能够更加自如准确地处理物品,避免了传统机器人通过各种捆绑使产品能够到特定位置等方式,从而提高了生产效率。
此外,仿生机器人技术也被广泛应用于军事领域。
例如,美国军方开发出一种仿鸟类的无人机,可以在飞行中模仿鸟类的飞行状态,从而提高了无人机的隐蔽性和航行能力。
另外,仿生机器人技术也可以被应用于探索海洋或者太空中的环境,以及环境监测、灾害救援等方面。
二、仿生机器人技术的未来前景未来,仿生机器人技术将继续得到发展和应用,并将造福于人类。
首先,在医疗领域,仿生机器人技术可以帮助人类更加精准、快速地进行诊断和治疗。
例如,可以开发出更加智能的医疗机器人,它们可以根据患者的症状和病情,自行选择不同的治疗方案,并实现自主治疗。
其次,在工业生产领域,仿生机器人将成为工业智能的主要载体。
未来的工业生产将更加自动化,而仿生机器人可以更好地模仿人类的操作方式和判断能力,实现“智能制造”。
最后,在军事领域,仿生机器人也将具备更加先进的功能。
仿生机器人的发展现状和未来趋势分析

仿生机器人的发展现状和未来趋势分析中文标题: 仿生机器人:从现状到未来趋势机器人技术一直以来都是科幻作品中的经典元素,而如今,随着科技的不断进步和创新,人类终于开始迈向构建仿生机器人的领域。
仿生机器人是一种以生物为模型,模仿其结构和功能的机器人系统。
本文将探讨仿生机器人的发展现状和未来趋势。
1. 目前的发展现状随着科技的突飞猛进,仿生机器人在各个领域都取得了显著的进展。
医疗行业是其中一个重要的应用领域。
仿生机器人可以帮助医生进行精确而稳定的手术,减少外科手术的风险和创伤。
例如,一些仿生机器人能够模拟人类手部的运动和手指的灵活性,实现微创手术的精确性。
此外,仿生机器人还被广泛应用于工业制造领域。
通过仿生技术,机器人能够在复杂的环境中完成各种任务,如装配和搬运。
借鉴昆虫、鸟类等动物的特点,研发人员开发出了能够模拟生物运动的机器人,使其在狭小空间中具备灵活性和敏捷性。
2. 未来的趋势展望随着对仿生机器人的研究不断深入,未来呈现出了一些令人兴奋的趋势。
首先,具备人类智能的仿生机器人将成为未来发展的重点。
机器人智能化是赋予机器人感知、识别、判断和决策的能力。
通过结合仿生学和人工智能技术,研发人员正在努力开发具备自主学习和自适应性的仿生机器人。
这种机器人将能够更好地适应复杂的环境和任务,更加智能地与人类进行交互。
其次,仿生机器人在医疗领域的应用还将得到进一步提升。
随着人口老龄化的加剧和医疗需求的增加,机器人在医疗技术中的角色将变得愈发重要。
未来的仿生机器人可能会被广泛应用于康复、护理和健康监测等方面,从而提高医疗服务的质量和效率。
此外,仿生机器人在探索未知环境和救援任务中也将发挥重要作用。
例如,仿生机器人可以用于海洋探索,深入海底进行调查和研究。
此外,它们还可以被部署在灾难现场,完成搜救和救援任务,为人类提供帮助。
总结:虽然仿生机器人的发展才刚刚起步,但已经取得了令人瞩目的成果。
无论是在医疗、工业制造还是未知环境中,仿生机器人将发挥越来越重要的作用。
仿生机器人技术的现状与进展

仿生机器人技术的现状与进展近年来,随着科技的发展,人们对科学技术的需求越来越高,仿生机器人技术也受到了广泛关注。
仿生机器人是指模仿生物学特性和行为的机器人,可以模拟动物的外形、生理和神经等方面,在很多领域具有广泛应用前景。
本文旨在探讨仿生机器人技术的现状与进展。
一、仿生机器人技术的发展历程随着科技不断发展,仿生机器人技术的起步可以追溯到上世纪六十年代。
当时,人们在生物学和机械工程学等多个学科领域进行研究,试图制造出与生物相似的机器人,但是由于技术、设备等方面的限制,这种技术一度没有进一步发展。
直到二十世纪七十年代,仿生机器人技术才开始进入实际应用阶段。
能够像生物一样主动感知周围环境、做出反应的机器人逐渐成为研究的主流。
随着计算机技术的不断发展,更多的机器人开始能够进行人工智能任务,例如机器人与人交互、机器人语音识别、机器学习等等。
现在,仿生机器人技术正在如火如荼地发展。
生物工程、计算机科学和机械工程等一系列学科都在积极推动着仿生机器人技术的研究和开发。
二、仿生机器人技术的应用领域仿生机器人技术的应用领域非常广泛,以下列举了一些典型的应用领域:1.军事领域。
军事上需要具备智能感知和执行任务的机器人,能够完成危险的任务,如侦察、拆弹、行军等。
2.医学领域。
仿生机器人也可以应用在医疗行业中,对于手术操作等有很大的帮助。
同样科技的力量也在心理健康领域中扮演着积极的角色,可以制造出帮助人们调节情绪的仿生机器人,为人们带来心理上的温暖。
3.家庭应用领域。
仿生机器人也能够进行一些家庭困难的辅助工作,例如灵敏的语音识别,可以替代固定机器人,提供更具个性化的生活服务,甚至可以作为米老鼠等卡通形象呈现在小朋友的生活中。
4.教育领域。
仿生机器人在教育行业中也具有很大的应用前景,在推动教育领域数字化改革的同时,也可以为学生的学习带来更多的科技带动力。
三、仿生机器人技术的未来展望随着科技的不断进步,仿生机器人技术也在不断发展,未来的发展趋势有如下几方面:1.多机器人协作。
仿生机器人的研究与应用现状

仿生机器人的研究与应用现状人类通过对自然界的观察和研究,逐渐领悟了生物的奥秘,从而开发出了一系列仿生技术,其中最具代表性的就是仿生机器人。
仿生机器人是指依据生物学原理和结构,模拟生物体运动、感知等能力的机器人。
近年来,随着人们对于科技的需求和对于生物的研究逐渐深入,仿生机器人在各种领域得到了广泛的应用。
一、仿生机器人的发展历程仿生机器人的发展历程已经有数十年之久,最早可以追溯到20世纪50年代。
当时,科学家们开始仿制生物的神经元,并将它们应用于自主控制和学习。
20世纪60年代,美国的研究者开始使用微型控制器和传感器,构建了具有种类繁多的仿生机器人,包括能够在水中游泳的仿鱼机器人、能够在空中飞行的仿蝴蝶机器人等等。
到了20世纪90年代,传感器和执行器技术的飞速发展,使得仿生机器人在各领域得到了极大的应用。
二、仿生机器人的分类根据仿生机器人的形态,可以将其分为人形仿生机器人、动物仿生机器人和微型仿生机器人三种。
其中,人形仿生机器人可以模仿人类的外形和行为,可以实现复杂的动作和交互,通常应用于军事、医疗、教育等领域。
动物仿生机器人则可以模仿动物的运动和行为,例如皮卡丘等,可以应用于农业、环境监测、探索等领域。
而微型仿生机器人则主要应用于恶劣环境下的探测和操作,例如地下、水下等。
三、仿生机器人的应用领域1.医疗仿生机器人可以在医疗领域发挥重要的作用。
例如,手术机器人可以减小手术切口,大大缩短恢复时间;仿生义肢可以让残疾人获得更好的生活体验;仿生治疗机器人可以实现对癌症的非侵入性治疗。
这些技术的应用,可以极大地提高医疗水平和患者生活质量。
2.军事仿生机器人在军事领域的应用也非常广泛。
例如,在陆地上,仿生机器人可以执行高危险性任务,例如侦察、扫雷和救援等;在海洋中,仿生机器人可以潜航减少对人员的侵害,也可以实现海洋生态监测等任务;在空中,仿生机器人可以执行侦察和搜救任务等。
3.研究仿生机器人在科学研究领域,也被广泛运用。
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仿生机器人现状仿生机器人现状1.仿生学Bionics研究生物系统的结构和性质以为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学。
仿生学一词是1960年由美国JE斯蒂尔根据拉丁字“bios”(“生命方式”的意思)和字尾“nic”(“具有……的性质”的意思)构成的。
他认为“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”。
尽管人类在文明进化中不断从生物界受到新的启示,但仿生学的诞生,一般以1960年全美第一届仿生学讨论会的召开为标志。
仿生学的研究范围主要包括﹕1.力学仿生,研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。
例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。
2.分子仿生,研究与模拟生物体中脢的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。
例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫。
3.能量仿生,研究与模仿生物电器官、生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程。
4.信息与控制仿生,研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。
例如根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。
根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的一些装置。
此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。
5.某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。
仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。
一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。
人工智能和智能机器人研究的仿生学方面──生物模式识别的研究,大脑学习、记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等──是仿生学研究的主攻方面。
控制与信息仿生和生物控制论关系密切。
两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。
但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。
模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。
其目的是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。
在仿生学研究中存在下列3个相关的方面﹕生物原型、数学模型和硬件模型。
前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。
由于生物系统的复杂性,搞清生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作,这是限制仿生学发展速度的主要原因。
2.人工肌肉我们之所以能够行动、举起重物,靠的是肌肉与骨骼的协调运动。
肌肉的最小单元是肌纤维,肌纤维由肌动蛋白和肌凝蛋白两种蛋白质交错排列而成。
十多年前,美国太空总署为了在外太空工作,计划开发新型的机器手臂,来完成传统油压机器手臂无法做的精密动作。
藉由模仿人类手臂肌肉的动作,开发出多种材料,可以藉由电流的通过产生收缩现象,这类的材料称为电致动聚合物。
电致动聚合物的动作原理和肌肉收缩原理有些不同,随着电位大小的变化,会产生不同程度的形状改变。
通电时,电致动聚合物内部分子受到电位的影响,使分子排列从原本的结构变成偏往某一端聚集,整个外观看起来,就像是整条电致动聚合物如同肌纤维一样弯曲、缩短或伸长。
当电位的方向改变时,又会使电致动聚合物向另一个方向弯曲。
电致动聚合物的这种特性,为其赢得了「人工肌肉」的称号。
人工肌肉可以应用于机器手臂,由于聚合物的重量比金属轻了许多,应用于外太空可以大幅减少载重。
目前国外已经成功利用电致动聚合物制造出机器手臂和机器脸,机器手臂已可做出如伸出某支手指这种精密的动作,未来可以开发出手术用的机械手臂,机器脸也有能力做出像是眨眼或动嘴唇的腜情。
电致动材料的发展与应用目前尚处于初期的阶段,现有的电致动聚合物仍有许多缺点等待克服,如降低驱动电压、增进机械强度、加大变形程度、以及加快反应速度等。
除了上述机械手臂和机械脸的应用外,电致动聚合物也被制成机器昆虫或可以在水中游泳的机器鱼。
电致动聚合物也可以用在医疗方面,例如量血压用的压脉带,甚至用来替换受损伤的肌肉组织。
当病患的肌肉坏死无法动作时,医疗人员便可利用电致动聚合物植入患处,配合适当的电刺激,使残障者可以重新活动,不需要再倚赖轮椅和拐杖了。
藉由仿效自然法则,模拟感官接收、传递、运作的方法与机制,可以为人类带来许多福祉。
未来仿生科技结合奈痉材料及生物技术,可以制造人工视网膜、人工味蕾、人工神经传导系统等更复杂的人工感官系统,必会对人类的生活提供更多的助益。
3.i-Limb的新型仿生手据报导,这只堪称“全球第一手”的精良仿生手系由苏格兰触摸仿生公司制造,其发明者是英国国家卫生体系苏格兰洛锡安区的复康部主管大卫·高医生,目前已经申请专利。
高医生潜心研究义肢 20 年, 9 年前开始尝试研制仿生手。
他表示, " 这是当今市场上首只指头可以像真手般活动的义肢。
因此技术堪称世界一流。
" 由于其材料选用类似制造汽车引擎零件的轻量化塑胶制成,完全防水,并且比真手还轻。
Touch Bionics仿生公司宣称这是迄今能做出最细微动作的义肢。
用户只要轻轻动手臂肌肉便能操纵仿生机械手,手上5根指头都可独立运作,并通过患者的思维和肌肉来控制动作任意做出打字、拨号码、用钥匙开锁等复杂动作,宛如真手一般灵活自如。
发明该仿生手的医生表示,这只仿生手是目前最先进的,这是市场上首只仿生手的手指头能够像真手般活动的义肢。
“i-LIMB”的每根手指都安装有一个微型马达,并且可由其穿戴者发出的神经脉冲加以控制。
该仿生手凭手臂肌肉推动,其表面覆盖有一层类比人类皮肤的半透明人工美容皮肤,逼真度极高。
只要装上仿生手,贴在穿戴者手臂的电极会将信号传送至微型马达,推动仿生手做出各种动作。
不过,就手的触觉来说,这只仿生手目前只能做到利用小部份的感觉信号,经由神经系统传达到大脑,所以还有相当大的发展空间。
更让人惊奇的是,这只生化电子手能和截肢者的身体完美的结合,造福伤残人士。
而在这项发明中,最令我们雀跃的是神经末端和电子手部间的无线传达,为支援热插拔( hot-swap )的嵌入性手臂开创了新契机。
仿生手未推出前曾作临床实验, 14 名分别来自英国及美国的人装上仿生手,他们大都表示,仿生手远比一般义肢好用。
4.仿生机器人1.仿生机器人的基本概念仿生机器人就是模仿自然界中生物的外部形状、运动原理和行为方式的系统,能从事生物特点工作的机器人。
仿生机器人的类型很多,主要为仿人、仿生物和生物机器人 3 大类。
仿生机器人的主要特点:一是多为冗余自由度或超冗余自由度的机器人,机构复杂;二是其驱动方式有些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。
2.仿生机器人的国内外研究现状1.水下仿生机器人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。
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水下机器鱼和机器蟹的灵活性远远高于现有的潜艇,几乎可以达到水下任何区域,由人遥控,它可轻而易举地进入海底深处的海沟和洞穴,可用于测绘海洋地图,检测水下污染,拍摄海洋生物,也可以悄悄地溜进敌方的港口,进行侦察而不被发觉,作为军用侦察和科学探索的工具,其发展和应用的前景十分广阔。
2.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。
3.地面仿生机器人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。
4.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度。
在 P3 的基础上本田公司又研制了“ Asimo”智能机器人,如图 6 所示.“Asimo”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。
哈尔滨工业大学机器人研究所研制了高灵活性的仿人手臂及拟人双足步行机器人,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。