《仿生機(jī)器人介紹》PPT課件.ppt

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1、仿生機(jī)器人介紹,,內(nèi)容提要,仿生機(jī)器人的定義 仿生機(jī)器人的分類(lèi) 仿生機(jī)器人的特點(diǎn) 仿生機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外研究情況 仿生機(jī)器人的發(fā)展方向,仿生機(jī)器人的定義,“仿生機(jī)器人”是指模仿生物、從事生物特點(diǎn)工作的機(jī)器人。目前在西方國(guó)家，機(jī)械寵物十分流行，另外，仿麻雀機(jī)器人可以擔(dān)任環(huán)境監(jiān)測(cè)的任務(wù)，具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。二十一世紀(jì)人類(lèi)將進(jìn)入老齡化社會(huì)，發(fā)展“仿人機(jī)器人”將彌補(bǔ)年輕勞動(dòng)力的嚴(yán)重不足，解決老齡化社會(huì)的家庭服務(wù)和醫(yī)療等社會(huì)問(wèn)題，并能開(kāi)辟新的產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)。”,仿生機(jī)器人的分類(lèi),仿人，主要指模仿人外形的機(jī)器人，也包括仿人的機(jī)械臂和仿人步行。 仿生物，主要指外形模仿生物的機(jī)器人，例如機(jī)器袋鼠，機(jī)器魚(yú)，

2、機(jī)器企鵝等。 生物機(jī)器人，生物機(jī)器人是利用單細(xì)胞打造成的，具有特殊功能特性的機(jī)器人，他們能夠完成普通仿真機(jī)器人所不能完成的任務(wù)，生物機(jī)器人被設(shè)計(jì)成通過(guò)光和電磁刺激來(lái)激發(fā)化學(xué)反應(yīng)。,仿生機(jī)器人的特點(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)。,水下機(jī)器人,無(wú)人遙控潛水器，也稱(chēng)水下機(jī)器人。一種工作于水下的極限作業(yè)機(jī)器人，能潛入水中代替人完成某些操作，又稱(chēng)潛水器。水下環(huán)境惡劣危險(xiǎn)，人的潛水深度有限，所以水下機(jī)器人已成為開(kāi)發(fā)海洋的重要工具。 無(wú)人遙控潛水器主要有，有纜遙控潛水器和無(wú)纜遙控潛水器兩種，其中有纜避控潛水

3、器又分為水中自航式、拖航式和能在海底結(jié)構(gòu)物上爬行式三種。,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,水下仿生機(jī)器人,機(jī)器魚(yú),機(jī)器魚(yú)“自由泳”,“過(guò)龍門(mén)”,在水中“戲球 ”,自主地避開(kāi)障礙物,,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,【最新版機(jī)器金槍魚(yú)】 如圖所示，這是美國(guó)麻省理工學(xué)院最新款機(jī)器金槍魚(yú)，它柔韌的身體內(nèi)部整合了1個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和6個(gè)可移動(dòng)部件，使其能更好地模擬真實(shí)金槍魚(yú)的活動(dòng)。它的身體是由軟聚合體制成，該材料不會(huì)受到水的腐蝕作用。 真實(shí)的金槍魚(yú)每秒可游動(dòng)自已體長(zhǎng)10倍的距離，而這款機(jī)器人僅能每秒游動(dòng)相當(dāng)于自身體長(zhǎng)的距離。,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,【機(jī)器企鵝】 如圖所示，機(jī)器企鵝可以無(wú)需人們的幫助下在池塘中巡游，但并

4、不像真實(shí)企鵝那樣可以背身反向游動(dòng)。 機(jī)器企鵝是由德國(guó)費(fèi)斯托工程公司設(shè)計(jì)制造，據(jù)悉，該公司主要面向汽車(chē)行業(yè)出售充氣裝置。機(jī)器企鵝是一款最新型設(shè)計(jì)，充分結(jié)合了該公司的仿生技術(shù)。,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,【機(jī)器水母】 如圖所示，德國(guó)費(fèi)斯托工程公司設(shè)計(jì)的機(jī)器水母足以讓人們大吃一驚，它們通過(guò)內(nèi)置在圓頂結(jié)構(gòu)中的11個(gè)紅外線發(fā)光二極管，可以彼此之間進(jìn)行溝通聯(lián)系。該公司使用機(jī)器水母測(cè)試大規(guī)模工程故障是否可以通過(guò)許多小型機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)作來(lái)完成。,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,空中仿生機(jī)器人,飛行機(jī)器人即具有自主導(dǎo)航能力的無(wú)人駕駛飛行器,這類(lèi)機(jī)器人活動(dòng)空間廣闊、運(yùn)動(dòng)速度快,居高臨下不受地形限制.在軍事、森林火災(zāi)以及災(zāi)

5、難搜救中,前景極好.其飛行原理分為:固定翼飛行、旋翼飛行和撲翼飛行.固定翼技術(shù)已經(jīng)成熟,其翼展200mm以下不足以產(chǎn)生足夠的升力.目前國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的微型飛行器側(cè)重于撲翼機(jī)的研究.它模仿鳥(niǎo)類(lèi)或昆蟲(chóng)的撲翼飛行原理,故被稱(chēng)為“人工昆蟲(chóng)”.其特點(diǎn)是將舉升、懸停和推進(jìn)功能集于一個(gè)撲翼系統(tǒng),可以用很小的能量做長(zhǎng)距離飛行,同時(shí)具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性,適合于長(zhǎng)時(shí)間無(wú)能源補(bǔ)給及遠(yuǎn)距離條件下執(zhí)行任務(wù)。,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,機(jī)器蒼蠅的體重只有六十毫克，翼展也僅僅有三厘米，它是典型的仿生學(xué)產(chǎn)品，其飛行運(yùn)動(dòng)原理和真的蒼蠅非常相似，在哈佛大學(xué)完成了它的首飛。 當(dāng)機(jī)器人學(xué)家第一次看到他們的作品開(kāi)始運(yùn)動(dòng)和具有“生命”時(shí)，沒(méi)

6、有其他比在此時(shí)更具有價(jià)值的時(shí)刻了。而羅伯特伍德，就在一年前的此時(shí)，當(dāng)羅伯特伍德的第一雙人工翅膀展翅飛翔的時(shí)候，這種初為人父般的驕傲來(lái)臨了。,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,機(jī)器鳥(niǎo)是一種外形酷似鷹的遙控飛行器，希望它能在機(jī)場(chǎng)上嚇跑其他鳥(niǎo)類(lèi)，防止事故發(fā)生。但其效果有待時(shí)間檢驗(yàn)。 這是一種名為GreenX的機(jī)器鳥(niǎo)，外形酷似鷹，地面人員像遙控飛機(jī)一樣指揮機(jī)器鳥(niǎo)的飛行。它們可以在空中滑翔、俯沖或者急速扇動(dòng)翅膀，鳥(niǎo)類(lèi)的所有動(dòng)作，機(jī)器鳥(niǎo)都能完成。,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,蛇形機(jī)器人,英國(guó)倫敦大學(xué)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)家目前正在開(kāi)發(fā)一種低成本的軍事偵察機(jī)器人，這種無(wú)輪的蛇形機(jī)器人擁有一套根據(jù)“適者生存”法則開(kāi)發(fā)的智能軟件，可

7、以幫助它在戰(zhàn)場(chǎng)上受傷或損壞關(guān)鍵“肌肉”的部位進(jìn)化，不會(huì)影響它繼續(xù)前進(jìn)。研究人員還為它設(shè)計(jì)了可傳送高質(zhì)量圖像和聲音的變形天線。,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,人工智能機(jī)器狗“愛(ài)寶”（Aibo）,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,寵物“小狗”的主人們可以通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)，在無(wú)線環(huán)境下完成控制、編程以及導(dǎo)航操作。而軟件系統(tǒng)的更新改進(jìn)，加快了機(jī)器狗愛(ài)寶“頭腦”的反應(yīng)時(shí)間，使它能夠更好地執(zhí)行主人們的聲音指令， 索尼公司如此表示。新一代“愛(ài)寶”還裝有一個(gè)與微軟公司Outlook 軟件兼容的日程安排程序，因此，這只機(jī)器狗可以及時(shí)地提醒它的主人們，不要忘記約會(huì)的時(shí)間。,仿人機(jī)器人,模仿人的形態(tài)和行為而設(shè)計(jì)制造的機(jī)器人就是仿

8、人機(jī)器人，一般分別或同時(shí)具有仿人的四肢和頭部。中國(guó)科技大學(xué)陳小平教授介紹，機(jī)器人一般根據(jù)不同應(yīng)用需求被設(shè)計(jì)成不同形狀，如運(yùn)用于工業(yè)的機(jī)械臂、輪椅機(jī)器人、步行機(jī)器人等。而仿人機(jī)器人研究集機(jī)械，電子，計(jì)算機(jī)，材料，傳感器，控制技術(shù)等多門(mén)科學(xué)于一體，代表著一個(gè)國(guó)家的高科技發(fā)展水平。從機(jī)器人技術(shù)和人工智能的研究現(xiàn)狀來(lái)看，要完全實(shí)現(xiàn)高智能，高靈活性的仿人機(jī)器人還有很長(zhǎng)的路要走，而且，人類(lèi)對(duì)自身也沒(méi)有徹底地了解，這些都限制了仿人機(jī)器人的發(fā)展。,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,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

9、,)爬樓梯，6km/h奔跑，聲音識(shí)別，通過(guò)頭部照相機(jī)捕捉畫(huà)面識(shí)別人類(lèi)各種手勢(shì)和10種臉型。,返回,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,生物機(jī)器人,生物機(jī)器人是指利用動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)機(jī)能!動(dòng)力供應(yīng)體制 從動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的感受傳入或神經(jīng)支配入手實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)和某些行為的人為控制從而利用動(dòng)物特長(zhǎng)代替人類(lèi)完成人所不能和人所不敢的特殊任務(wù) 利用生物控制技術(shù)研制生物機(jī)器人始于上世紀(jì)90年代 是電子信息技術(shù)!微制造技術(shù)和生物科學(xué)高度發(fā)展與相互融合的產(chǎn)物是目前科技發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。,仿生機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究情況,仿生機(jī)器人發(fā)展方向,結(jié)構(gòu)微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(wú)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。,謝謝觀看！,