仿生機(jī)器人技術(shù)簡介

1、仿生機(jī)器人技術(shù)簡介 定義 分類 特點(diǎn) 國內(nèi)外研究情況 目前存在難題 發(fā)展方向 仿生機(jī)器人定義 模仿自然界中生物的外形、運(yùn)動(dòng)原理或行為方式的系統(tǒng)，能從事生物特點(diǎn)工作的機(jī)器人。返回首頁按照所模仿對(duì)象進(jìn)行分類 仿人，包括仿人的機(jī)械臂和仿人步行。 仿生物。 生物機(jī)器人。返回首頁仿生機(jī)器人特點(diǎn) 多為冗余自由度或超冗余自由度的機(jī)器人，機(jī)構(gòu)復(fù)雜。 其驅(qū)動(dòng)方式不同于常規(guī)的關(guān)節(jié)型機(jī)器人，通常采用繩索、人造肌肉或形狀記憶合金等驅(qū)動(dòng)。返回首頁仿生機(jī)器人國內(nèi)外研究情況 水下仿生機(jī)器人 空中仿生機(jī)器人 地面仿生機(jī)器人 仿人機(jī)器人 生物機(jī)器人返回首頁水下仿生機(jī)器人北航水下仿生機(jī)器魚日本水下仿生機(jī)器魚日本水下仿生機(jī)器人美國

2、返回首頁空中仿生機(jī)器人 定義 舉例空中仿生機(jī)器人定義 具有自主導(dǎo)航能力，無人駕駛的飛行器。返回空中仿生機(jī)器人舉例 美國機(jī)器蠅 法國機(jī)器鳥返回首頁地面仿生機(jī)器人 蛇形機(jī)器人 爬壁機(jī)器人 仿尺蠖機(jī)器人返回返回蛇形機(jī)器人返回返回尺蠖機(jī)器人返回返回爬壁機(jī)器人返回首頁仿人機(jī)器人 仿人肢體型 仿人雙足型返回首頁日本雙足機(jī)器人 日本本田和大阪大學(xué)聯(lián)合研制的P1,P2,P3型仿人步行機(jī)器人。 在P3基礎(chǔ)上研制了ASIMO智能機(jī)器人（1.2m,43kg,)爬樓梯，6km/h奔跑，聲音識(shí)別，通過頭部照相機(jī)捕捉畫面識(shí)別人類各種手勢(shì)和10種臉型。返回生物機(jī)器人 即活體生物的人工控制。返回首頁仿生機(jī)器人發(fā)展方向 結(jié)構(gòu)微

3、型化用于小型管道的檢測(cè)等 可重構(gòu)機(jī)器人（模塊化和可重組）-軍事偵察、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查 實(shí)用性服務(wù)型機(jī)器人 仿生機(jī)器人群機(jī)器人生產(chǎn)線、無人作戰(zhàn)機(jī)群 新型仿生原理機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)理的建模、生物行為方式的研究。 智能化：非結(jié)構(gòu)環(huán)境下具有普遍實(shí)用意義的自主步態(tài)規(guī)劃生成及控制。返回首頁蟑螂機(jī)器人返回首頁機(jī)器蠅返回機(jī)器鳥返回機(jī)械手 國外先進(jìn)機(jī)械手 哈工大靈巧手 北航靈巧手返回東京機(jī)器手i機(jī)器手卡門機(jī)械臂返回返回日本靈巧手 4指，各三個(gè)關(guān)節(jié)，全手共14個(gè)自由度。返回仿生微型機(jī)器人 仿生微型機(jī)器人定義 國內(nèi)外研究投入情況 發(fā)展方向返回仿生微型機(jī)器人國內(nèi)外研究情況日本通產(chǎn)省“微型機(jī)械十年計(jì)劃”（93年開始）經(jīng)費(fèi)250億

4、日元 體積1立方cm 零件尺寸100微米以下 用于核電站管道維護(hù)和人體疾病治療德國為期3年 6000萬英鎊 “毫微米技術(shù)開發(fā)計(jì)劃”美國螞蟻微型機(jī)器人、蒼蠅微型機(jī)器人中國主要集中在高校 比如上交的六足微小型仿蟑螂機(jī)器人返回仿生微型機(jī)器人發(fā)展方向 微型能源 微驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù) 納米級(jí)尺寸的發(fā)展 新型仿生原理機(jī)器人返回蜜蜂沙漠螞蟻螞蟻化學(xué)導(dǎo)航返回返回CPG在仿生機(jī)器人技術(shù)中的應(yīng)用 CPG（central pattern generator),生物利用CPG振蕩網(wǎng)絡(luò)的自激行為產(chǎn)生有節(jié)律的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。 基于CPG原理的運(yùn)動(dòng)控制是新興的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法。 基于CPG網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，可以作為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的底層控制器

5、。 目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用Labview完成CPG神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的軟件實(shí)現(xiàn)，并應(yīng)用于舵機(jī)驅(qū)動(dòng)爬壁機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制。 在仿生機(jī)器人中的應(yīng)用實(shí)例。返回CPG網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 可以在缺乏高層命令和外部反饋的情況下自動(dòng)產(chǎn)生穩(wěn)定的節(jié)律信號(hào)，而反饋信號(hào)和高層命令又可以對(duì)CPG的行為進(jìn)行調(diào)節(jié)。 通過相位鎖定，可以產(chǎn)生多種穩(wěn)定、自然的相位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)模式。 易于和輸入信號(hào)或物理系統(tǒng)耦合，使節(jié)律行為在整個(gè)系統(tǒng)中傳導(dǎo)。 結(jié)構(gòu)簡單，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。返回CPG單元CPG神經(jīng)元結(jié)構(gòu)圖CPG網(wǎng)絡(luò)返回舵機(jī)驅(qū)動(dòng)爬壁機(jī)器人返回CPG在仿生機(jī)器人中的應(yīng)用實(shí)例 魚形機(jī)器人-國防科大，由兩個(gè)神經(jīng)元和簡單連接關(guān)系組成，其振蕩的收斂速度，幅度和頻率分別由動(dòng)力學(xué)方程中的三個(gè)參數(shù)獨(dú)立控制，該系統(tǒng)能夠?qū)?dòng)、停止和直線巡游等動(dòng)作進(jìn)行良好控制。 蛇形機(jī)器人-中科院，構(gòu)建了蛇形機(jī)器人CPG網(wǎng)絡(luò)模型，通過動(dòng)力學(xué)仿真驗(yàn)證了該CPG網(wǎng)絡(luò)對(duì)蜿蜒運(yùn)動(dòng)控制的有效性，并仿真驗(yàn)證了轉(zhuǎn)彎控制。返回ASIMO終結(jié)者返回人造肌肉人造肌