下载文档原格式
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）。
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
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。
仿人机器人
仿人形机器人是机器人以其外观等,在此基础上,人体的互动,让made-for-human工具或环境。
在一般仿人机器人的头部有一个躯干,两臂和两条腿,虽然有些形式的仿人机器人可以模型只身体的一部份,例如,腰部以上。
一些仿人机器人也许还有一个'面子',用“眼睛”和“口”。
机器人是机器人,从美学的角度,就像一个人类建造的。
介绍
TOSY的TOPIO,仿人形机器人,可以打乒乓球。
[1]
仿人形机器人是一个机器人,因为它可以适应它环境的改变或本身并继续达到它的目标。
这是最主要的区别和其他种类的人形机器人。
在此背景下,一些仿人形机器人的能力方面,其中可能包括: (如充电•自我维持自身)
自主学习(了解或•获得了新的能力,没有外界援助的基础上,调整战略环境和适应新环境,新情况)
避免有害的情况下人们0.9%,财产,本身
互动•安全人类和环境
像其他机械的机器人,人形参阅以下基本元件,工作太:感觉和计划和控制。
因为他们尽量的模拟人类的结构和行为,他们是仿人机器人的自主系统,通常是复杂多其他种类的机器人。
这影响到所有的机器尺度复杂性(机械、空间、时间、功率密度、系统和计算复杂性),但这也较明显的在功率密度和系统复杂性鳞片。
首先,目前多数的人形不够结实的话甚至跳,这一切发生的时候,因为功率/重量比,不如在人体内。
动态平衡德克斯特能跳,但是差到目前为止。
另一方面,有很好的算法人形建设几个方面,但它是非常困难的,合并所有成一个有效率的系统(该系统技术的计算复杂性高)。
如今,这些是主要的困难,仿人机器人的发展要处理。
仿人机器人的设置是为了模仿一些相同的体力劳动和脑力劳动,人类经历日报。
科学家和专家来自许多不同的领域,包括工程,认知科学,语言和语言学结合他们的努力创造一个机器人为类人是不可能的。
他们的创造者的目标是:有一天机器人将能够彼此都清楚人类智力,原因和表现得像人类。
如果机器人都有能力这样做,他们最终可能工作在凝聚力和人类创造出一个更有生产力及高质量的未来。
另一个重要的好处是理解的发展,机器人的人体生物、心理过程,从看似简单的行为的概念走到意识和灵性。
目前有两种方法来创建一个机器人。
第一个模型机器人像一套刚性连接,互联的关节。
这种结构是一个类似,可以发现,在工业机器人。
虽然这种方法用于大部分的仿人机器人的出现,一个新开展的研究工作,在一些使用在生物力学中获取的知识。
在此一,仿人形机器人的底线是很相似的人类骨骼。
目的
(机器人)的挠创造的,是一个机器人相伴。
它也竞相在两条腿的足球冠军赛。
Enon成立,是一个私人助理。
这是self-guiding并且限制了语音识别和合成。
它也可以携带的东西。
仿人机器人的使用作为一种研究工具在一些科学领域。
研究人员需要了解人体结构和行为(生物力学)建立和研究的类人机器人。
在另一方面,那些试图模拟人体导致更好的理解它。
人类认知是在已有的研究领域,是集中在人类如何学习从感官信息以获取感性,及运动的技能。
这些知识是用来开发计算模型,人类行为和它已经改进了一段时间。
这也暗示了非常先进的机器人将有助于提高普通人类。
看到transhumanism。
虽然最初的目的是为了建立更完善的人形研究矫正修复材料,对人类来说,知识传递了二者之间的学科。
几个例子还有:动力腿假体受损,ankle-foot为neuromuscularly矫正修复、生物现实的腿和前臂的假肢。
除了研究、仿人机器人正在研制完成的任务,比如个人帮助人类,在那里他们应该能够帮助病人和老人,和肮脏或危险的工作。
固定的工作就像一个接待员或一个工人的一种汽车制造生产线也适合于机器人。
在本质上,因为他们可以使用的工具和操作设备和车辆设
计对人类形体,人形理论上可以执行任何任务人类可以,只要他们有了适当的软件。
然而,复杂的,这样做是大得令人难以置信。
他们正变得越来越受欢迎,不仅为用户提供娱乐也是。
例如,娥素拉,一个女机器人,唱歌,跳舞,他所说的,她的听众在环球影城。
几个迪斯尼景点animatrons雇用的使用,机器人看起来,移动,说话很像人类,一些主题公园的节目。
这些animatrons看起来很现实,它可能很难解读从远处看它们是否实际上人。
尽管他们有一个现实的看,他们没有认知或身体上的自治。
各种人形机器人及其可能的应用在日常生活中都出现在一个独立纪录片插头和祈祷,发布[2]在2010年。
拟人化机器人,特别是人工智能算法,可用以未来的危险和/或遥远的太空探索任务的需要,而不用再回头再一次回到地球周围的使命是一次完成。
传感器
传感器是一种装置,措施的一些属性的世界。
被其上的三个元素的机器人(除了计划和控制),遥感在机器人扮演着一个重要的角色典范。
根据传感器可分为物理过程与他们的工作,或者根据测量信息的类型,他们给作为输出。
在这种情况下,第二种方法是使用。
下意识传感器
传感器的感觉,位置,下意识的速度和方向的仿人的身体和关节。
在人类内耳是用来保持平衡和定位。
仿人机器人的使用加速度计测量加速度,从计算的速度可以集成;倾斜传感器来测量倾角传感器放置;迫使在机器人的手和脚来衡量接触力与环境;位置传感器的实际位置,表明该机器人的(根据所提供的速度可以计算推导,或者甚至是速度传感器。
Exteroceptive传感器
一种人工手握住一个灯泡
tactels阵列可用于提供的数据是被感动了。
用一个数组的手的影子tactels安排34的地下空间开发利用的皮肤在每个指尖聚氨酯。
[3]触觉传感器也提供有关部队和扭矩之间传送机器人和其他对象。
视觉是指从任何形式的数据处理,使用电磁频谱中产生一个图像。
在仿人机器人的它是用来辨识物体并确
定其性能。
视觉传感器工作的眼睛最类似于人类。
使用CCD相机最人形机器人作为视觉传感器。
允许仿人机器人的声音传感器和环境声音听演讲,并履行作为人类的耳朵里。
麦克风常用于完成这一任务执行机构
负责执行器运动的电动机的机器人。
人形机器人是建立在这样一种他们模拟人体,所以他们使用致动器表现如肌肉和关节,虽然有不同的结构。
以达到同样的效果为人体运动、仿人机器人的使用主要旋转执行机构。
他们可以是电动、气动、液压、压电或超声波。
液压和电动执行机构有一个非常僵硬的行为,只能在一个兼容的方式采取行动,通过使用较为复杂的反馈控制策略。
而电动马达执行机构是芯更适合于高速、低负荷运行正常,液压的应用,在低转速、高负荷的应用。
压电陶瓷产生一个小的运动能力有高力时电压信号。
它们被用于定位和ultra-precise产生和处理高力量或压力在静态和动态的情况。
超声波驱动器是设计用来移动,超声波频率(千分尺的订单超过20千赫)。
他们是非常有用的,对于控制振动、定位的应用和快速切换。
气动执行机构操作的基础上,气体的压缩性。
当他们被膨胀沿其轴线方向,他们的扩张,而当他们平息,他们的合同。
如果另一端固定,其他将移动一个线性轨迹。
这些驱动器是专为低转速、低/中等负荷应用。
气动执行机构之间有:缸,波纹管、气动发动机、气动步进电机和气动人工肌肉。
计划和控制
在规划和控制的本质区别和其他种类的人形机器人(例如工业的)是,机器人在运动中已经变得像人类一样,用腿的运动状态,尤其是双足步行步态。
理想的规划在平常走路的人形的动作应该导致最低能耗,就像它发生在人类的身体。
因为这个原因,研究动态和控制这些类型的结构变得越来越重要。
保持动态平衡在游行中,一个机器人需要的信息接触力和它的电流和需要的动作。
该问题的解决需要一个非常重要的概念的基础上,对“零力矩点(零力矩点)。
另一个特点是,他们对仿人机器人的移动,收集信息(使用传感器)在“真实的世界”,而与其进行交互,他们不要停留还是喜欢机械手及其他的机器人,工厂在高度结构化的环境下工作。
计划和控制必须将关于self-collision检测、路径规划和避障让机器人在复杂环境下移动。
有特点,在人体不能被发现在人形呢。
他们包括结构与可变弹性,提供安全(对该机器人本身的人们),和
冗余的动作,也就是说,更多的自由度,因此广泛任务的可用性。
虽然这些特性是可取的仿人机器人的,他们将带来更多的复杂性和新问题进行计划和控制。
