200920301401仿生机器人资料PPT教学课件
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机器人介绍ppt课件
机器人介绍
机器手已经用来帮助军队炸弹处理人员 牛津，在英格兰中部，于2010年2月11号。
牙医演示训练程序使用新的类人型机器人：花子，摄于2009年3月25日 2010。花子配备的硬塑料和逼真的口腔出血了 ， 可流动的唾液和牙齿，遇到 刺激能像人类一样反响。 它还具有语音识别和语音的能力 ，使学员不仅可以 直接改善治疗技能 ，而且学会与病人进行交谈以使病人放松。
这组照片展示了被设计成一个普通日本女孩的机器人HRP-4C，具有生气、 和惊奇等表情。这是2009年在日本东京附近的展示。
这是一个展示反简易爆炸装置的机器人被称为''Dragon Runner' '期间在伦敦 军事技术photocall，于2010年3月17日。该机器人的重量10-20公斤，士兵可以像 背包一样背着在崎岖的山区行动。
韩国的机器人（夏娃机器人3）穿着传统服装表演 ，摄于09年2月18日。
美国弗吉尼亚一名歹徒在劫持人制后向机器人警察投降。
这台类人型机器人没有面部皮肤。 在真人大小的牙科训练机器人名为Simroid 的“模拟器类人，”它具有真实的皮肤，眼睛，以及可以替换的假牙。能对痛苦做 出哭泣等应激反应。
波士顿动力公司的四足机器人名叫大狗，旨在帮助士兵携带重型设备领域， 爬上山坡雪原。
2009年12月11号在韩国一些小学试点的项目：机器人教师。与真人教师相比， 它们更有耐心，不容易生气。
日本日产汽车新的装配厂采用这些机器人生产运动型多用途车，2010年2月24日拍摄。
2009年11月25日为国际机器人展在东京开幕式上，机械生产商川田工业的新 机器人 Nextage正与其他的参会者一起进行开幕剪彩
2010年3月的德国汉诺威大展上展示的机器人踢足球比赛。
机器手已经用来帮助军队炸弹处理人员 牛津，在英格兰中部，于2010年2月11号。
牙医演示训练程序使用新的类人型机器人：花子，摄于2009年3月25日 2010。花子配备的硬塑料和逼真的口腔出血了 ， 可流动的唾液和牙齿，遇到 刺激能像人类一样反响。 它还具有语音识别和语音的能力 ，使学员不仅可以 直接改善治疗技能 ，而且学会与病人进行交谈以使病人放松。
这组照片展示了被设计成一个普通日本女孩的机器人HRP-4C，具有生气、 和惊奇等表情。这是2009年在日本东京附近的展示。
这是一个展示反简易爆炸装置的机器人被称为''Dragon Runner' '期间在伦敦 军事技术photocall，于2010年3月17日。该机器人的重量10-20公斤，士兵可以像 背包一样背着在崎岖的山区行动。
韩国的机器人（夏娃机器人3）穿着传统服装表演 ，摄于09年2月18日。
美国弗吉尼亚一名歹徒在劫持人制后向机器人警察投降。
这台类人型机器人没有面部皮肤。 在真人大小的牙科训练机器人名为Simroid 的“模拟器类人，”它具有真实的皮肤，眼睛，以及可以替换的假牙。能对痛苦做 出哭泣等应激反应。
波士顿动力公司的四足机器人名叫大狗，旨在帮助士兵携带重型设备领域， 爬上山坡雪原。
2009年12月11号在韩国一些小学试点的项目：机器人教师。与真人教师相比， 它们更有耐心，不容易生气。
日本日产汽车新的装配厂采用这些机器人生产运动型多用途车，2010年2月24日拍摄。
2009年11月25日为国际机器人展在东京开幕式上，机械生产商川田工业的新 机器人 Nextage正与其他的参会者一起进行开幕剪彩
2010年3月的德国汉诺威大展上展示的机器人踢足球比赛。
四足仿生机器人详解 ppt课件
3、一种T型单自由度机器人关节模块
3、一种T型单自由度机器人关节模块
1、伺服电机及光电编码器组件 2、关节套筒 3、电机座 4、关 节基座 5、6角接触球轴承及轴 承套环 7、内轴套 8、小锥齿 轮 9、齿轮端盖 10、关节轴端 盖 11、关节轴 12、关节盖 13、大锥齿轮 14、关节输出连 接件 15、关节轴角接触球轴承 16、关节轴固定片 17、轴承端 盖 18、轴承端盖 19、谐波减 速器输出轴 20、谐波减速器输 出过渡盘 21盘式谐波减速器组 件 22电机轴套
1.日本Tekken
Tekkn整个机体的重量是3.1kg，单个腿的重量0.5kg。 每条腿有3个主动关和一个被动关节，分别是一个pitch髋关 节、yaw髋关节和pitch膝关节，踝关节是被动关节，主要由 弹性装置和自锁装置构成。
2、Little Dog
2004 年 Boston Dynamics 发布了四足机器人LittleDog， 如图所示。LittleDog 有四条腿，每条腿有 3 个驱动器，具有 很大的工作空间。携带的 PC 控制器可以实现感知、电机控 制和通信功能。LittleDog 的传感器可以测量关节转角、电机 电流、躯体方位和地面接触信息。铿聚合物电池可以保证 LittleDog 有 30 分钟的运动，无线通信和数据传输支持遥控 操作和分析。
2、一种I型单自由度机器人关节模块
2、一种I型单自由度机器人关节模块
1、伺服电机及光电编码器组件2 、关节套筒3、电机轴套4、电机 座5、关节基座6、轴承端盖7、轴 承座8、角接触球轴承及外轴套9 、轴承端盖10、内齿轮11、关节 输出端连接件12、过渡齿轮轴13 、过渡齿轮14、谐波减速器输出 轴15、中心齿轮16、小轴承端盖 17、轴套18、角接触球轴承19、 谐波减速器输出过渡盘20、盘式 谐波减速器组件
第9课 仿生机器人
仿生机器人
仿生机器人已 经被应用到各 种领域，人形 机器人也是仿 生机器人的一 种。
Hale Waihona Puke 奔跑的兔子“仿生机器人”是指模仿生物、 从事生物特点工作的机器人。仿 生机器人的设计来源与人们对生 活的观察，下面请大家仔细观察 图片，说说兔子的身体构造和兔 子是怎么奔跑的。
机械兔子
搭建步骤
材料准 备
搭建步骤
实现效果，机 械兔子向前轻 跳一段距离， 然后开始奔跑， 思考一下参数 该如何去设置。
程序搭建
电机转速和延 时时间可以自 行设定，考虑 一下如何通过 控制电机速度 和延时时间来 实现兔子的轻 跳和奔跑动作。
第九课 仿生机器人
仿生机器人
“仿生机器人”是指模仿生物、 从事生物特点工作的机器人。目 前在西方国家，机械宠物十分流 行，另外，仿麻雀机器人可以担 任环境监测的任务，具有广阔的 开发前景。二十一世纪人类将进 入老龄化社会，发展“仿人机器 人”将弥补年轻劳动力的严重不 足，解决老龄化社会的家庭服务 和医疗等社会问题，并能开辟新 的产业，创造新的就业机会。
仿生机器人的特点
身体由金属及符合材料制作 机器人身体部件由金属及 符合材料制作，依靠齿轮。 连杆机构等装置运行。
前进方式模仿生物行为 仿生机器人的外形和前进 方式模仿生物的日常行为， 如机械蜘蛛，机械蛇等
可以代替人类完成一些工作
仿生机器人可以代替人类 完成一些人类无法完成的 事情，如蛇形机器人可以 潜入较狭小的空间进行探 测和信息搜集的工作。
搭建身体部分
搭建步骤
搭建机 械兔子 的后腿 部分
搭建步骤
搭建 机械 兔子 的前 腿部 分
搭建步骤
组装机 械兔子 的身体 部分。
《机器人》PPT优秀教学课件
我们来看一看，其他小朋 友是怎样来设计的呢。
作品欣赏
看完其他小朋友的作品，你有什么启发？ 现在，就请你来设计一个你喜欢的机器人。
要求：设计新颖 大胆创新 构图饱满 色彩鲜艳
早在三国时期，在《三国演义中》就记录了 诸葛亮为了运送粮草发明了木牛流马
机器人
1、孩子们，你们见过机器人吗？
在哪看到过？
2、它是什么样的？会做那些事？
想一想，说一说
请大家观察图片并说一 机器人会给人类带来什么 便利？
看一看 1、它们最大的外部特点是什么？ 2、它们由哪些基本形状构成？
是所有的机器人外形都和我们 人类的类似吗？
说一说
看到这里你是不是也迫不及待的想 设计一个机器人了呢，你想设计一 个什么样的机器人，它的外形有什 么特点，让我们以人两小组的形式 互相交流一下吧。
机器人ppt(共21张PPT)
明确机器人行为规范和道德 标准，确保其行为符合社会 伦理要求。
提高机器人自主决策技术的 可靠性和安全性，降低伦理 风险。
提高公众对机器人伦理问题 的认识，鼓励公众参与讨论 和制定相关政策。
法律法规现状及完善建议
01
02
03
04
05
当前法律法规概述 法律空白与挑战
制定专门针对机器 加强国际合作与交 建立机器人法律监
机器人在工业生产中的应用将大幅提高生产效率和 质量，降低人力成本，推动制造业转型升级。
智能时代创造更多就业机会
机器人产业的发展将创造更多的就业机会，涉及研 发、生产、销售、服务等多个环节，为社会提供更 多就业岗位。
THANKS
感谢观看
加强政策扶持和资金投入
政府应加大对机器人产业的扶持力度，制定相关政策和措施，引导社 会资本投入机器人产业。
促进产学研用协同创新
加强企业、高校、科研机构之间的合作与交流，推动机器人技术的研 发和应用创新。
培养高素质人才队伍
重视机器人领域人才的培养和引进，建立完善的人才培养和激励机制， 为机器人产业发展提供强有力的人才保障。
人的法…
流
管机制
目前，各国针对机器人的法 律法规尚不完善，主要集中 在机器人安全、隐私保护等 方面。
机器人在许多领域的应用超 明确机器人的法律地位和责 出了现有法律框架的范围， 任，规范其设计、生产、使 如自动驾驶、医疗机器人等， 用和管理等方面的行为。 需要制定相应的法律法规加 以规范。
各国应加强在机器人法律领 域的合作与交流，共同应对 机器人带来的挑战。
设立专门的监管机构，负责 监督和管理机器人的研发、 生产和使用过程，确保其符 合法律法规要求。
社会影响与公众认知调整
机器人PPT课件
家务型
能帮助人们打理生活，做简单的 家务活。
日本研究人员27日推出新型仿人 型机器人“Ｔｗｅｎｄｙ－Ｏｎ ｅ”。它集安全性、可靠性和灵 巧性于一身，专门为老年人、残 障人等行动不便人士服务。
搜救类
在大型灾难后，能进入人进入不了的废墟中， 用红外线扫描废墟中的景象，把信息传送给在 外面的搜救人员。
单击此处添加副标题内容
Thank you
机器人发展前景
智能化可以说是机器人未来的发展方向，智能机器人是具有感知、 思维和行动功能的机器，
是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通 讯技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。
对于未来意识化智 能机器人很可能的
几大发展趋势
❖语言交流功能越来越完美 ❖各种动作的完美化 ❖外形越来越酷似人类 ❖逻辑分析能力越来越强 ❖具备越来越多样化功能
中国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类： 工业机器人 特种机器人 分类
工业机器人 就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。
特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于 人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱 乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。
仿蛇机器人不仅可以作 为管道检测装置，也可 以作为地震或矿难探索 装置，更可以当作 极 地 探测器来进行科研 活动。
智能
以人工智能决定其行动的机器人。 大阪大学智能机器人研究所所长石黑浩在2014全 球移动互联网大会时，展示了与女性外貌的智能 机器人互动 Kirobo具有面部识别功能，并可与人类对话，用 于在太空中陪伴宇航员。2013年9月，正式登上 太空。
人类的帮手—— 机器人
制作人：
仿生机器人概论PPT课件
微小型仿生机器鱼是指结构尺寸微小、器件精密、可进行 微细操作的机器鱼，主要用于医学和一些工业领域。
2021/5/5
✓按照其驱动方式主要分为：压电 晶体式（PZT）微小型机器鱼、 永磁体式（NdFeB）微小型机器 鱼、离子交换聚合体膜式（ICPF 或 IPMC）微小型机器鱼、介电 弹性体式（ANTLA）微小型机器 鱼、形状记忆合金式（SMA）微 小 型 机 器 鱼 和 超 磁 致 伸第缩9页材/共料19页式
利用躯干部和尾部肌肉(大侧肌)的交替伸缩，使身体左右扭动屈 曲前 进即通过身体的波动和尾鳍的摆动产生推进力。
2021/5/5
四种BCF模式
第5页/共19页
二． 仿生机器鱼推进机理
1.鱼类游动机理
b.中间鳍、对鳍推进模式(MPF Model)
主要依靠胸鳍或腹鳍的摆动产生推进力，一般为辅助推进模式， 但对于而鳐科模式(Rajiform) 、刺鲀科模式(Diodontiform)的 鱼类MPF则为主要的推进方式。
娱乐方面
第2页/共19页
一． 仿生机器鱼概述
3.仿生机器鱼特点
与传统螺旋桨水中推进器比较，仿生机器鱼有以下优点 ✓推进效率高：可以达到80%以上，螺旋桨推进只有 40%~50% ✓机动性好：转弯半径只有体长10%~30% ✓噪音低 ✓对环境扰动小
2021/5/5
第3页/共19页
二． 仿生机器鱼推进机理
27(6):518-519. 【13】王扬威，王振龙，李健，杭观荣. 形状记忆合金驱动仿生蝠鲼机器鱼的设计【J】.机器人，
2010 32(2):256-260.
2021/5/5
第17页/共19页
2021/5/5
谢谢！
欢迎批评指正
第18页/共19页
2021/5/5
✓按照其驱动方式主要分为：压电 晶体式（PZT）微小型机器鱼、 永磁体式（NdFeB）微小型机器 鱼、离子交换聚合体膜式（ICPF 或 IPMC）微小型机器鱼、介电 弹性体式（ANTLA）微小型机器 鱼、形状记忆合金式（SMA）微 小 型 机 器 鱼 和 超 磁 致 伸第缩9页材/共料19页式
利用躯干部和尾部肌肉(大侧肌)的交替伸缩，使身体左右扭动屈 曲前 进即通过身体的波动和尾鳍的摆动产生推进力。
2021/5/5
四种BCF模式
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二． 仿生机器鱼推进机理
1.鱼类游动机理
b.中间鳍、对鳍推进模式(MPF Model)
主要依靠胸鳍或腹鳍的摆动产生推进力，一般为辅助推进模式， 但对于而鳐科模式(Rajiform) 、刺鲀科模式(Diodontiform)的 鱼类MPF则为主要的推进方式。
娱乐方面
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一． 仿生机器鱼概述
3.仿生机器鱼特点
与传统螺旋桨水中推进器比较，仿生机器鱼有以下优点 ✓推进效率高：可以达到80%以上，螺旋桨推进只有 40%~50% ✓机动性好：转弯半径只有体长10%~30% ✓噪音低 ✓对环境扰动小
2021/5/5
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二． 仿生机器鱼推进机理
27(6):518-519. 【13】王扬威，王振龙，李健，杭观荣. 形状记忆合金驱动仿生蝠鲼机器鱼的设计【J】.机器人，
2010 32(2):256-260.
2021/5/5
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2021/5/5
谢谢！
欢迎批评指正
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2002年12月研制成功的机器蜘蛛Spiderpot。
该机器蜘蛛上装有一对可以用来探测 障碍的天线，且拥有异常灵活的腿。它们 能跨越障碍，攀登岩石，探访靠轮子滚动 前进的机器人无法抵达的区域。机器蜘蛛 一类微型仿生机器人非常适合勘探彗星、 小行星等小型天体。在国际空间站上它们 可以充当维护员，及时发现空气泄漏等意 外故障。
左下图是国防科技大学2001年研制的 蛇形机器人。这条长1.2m,直径0.06m,重1. 8kg的机器蛇,能扭动身躯,在地上或草丛中 婉蜒爬行,可前进、后退,拐弯和加速,最大 前进速度可达每分钟20m,披上特制的“蛇 皮”后还能像蛇一样在水中游泳。
9
2020/10/16
• 机器蜘蛛 左图为美国宇航局喷气推进实验室于
10
2020/10/16
• 机器蛙 在崎岖多障碍的外星表面，跳跃显然
是一种理想的行动方式，在低重力环境下， 跳跃更是一种高效使用能量的运动方式。 左图为美国宇航局喷气推进实验室研制的 机器蛙形状有点像青蛙，质量不超过1.3千 克。
机器蛙腿的膝部装有弹簧，能像青蛙 那样先弯起腿，再一跃而起。蛙身装有小 马达、传感器、照相机、小型电脑和太阳 能电池极等部件。
11
• 水下仿生机器人
水下机人完成某些操作，又称潜水器。水下环境恶劣危 险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。
•
英国埃塞克斯大学的环境检测机器人 主要用于环境检测和绘制3D污染图
机器鱼
鱼类的高效、快速、机动灵活的水 下推进方式吸引了国内外的科学家们从 事仿生机器鱼的研究。
极简的用料和轻量的结构使得资源和
能源的消耗降到最低。
7
• 陆地仿生机器人
2020/10/16
• 仿人机器人
在仿人机器人领域，日本和美国的研 究最为深入。日本方面侧重于外形仿真， 美国则侧重用计算机模拟人脑的研究。国 防科技大学也于2001年12月独立研制出了 我国第一台仿人机器人。
左图为日本本田公司研制的仿人机器 人ASIMO，是目前世界上最先进的仿人行走 机器人。ASIMO身高1.3米，体重54公斤， 它的行走速度是0-6km/h。最新版ASIMO， 除具备了行走功能与各种人类肢体动作之 外，更具备了人工智慧，可以预先设定动 作，还能依据人类的声音、手势等指令， 来从事相应动作，此外，他还具备了基本 的记忆与辨识能力。
仿生机器人
2020/10/16
机设1班 陈刚
1
Ⅰ、研究背景
自然界在亿万年的演化过程中孕育了各种各样的生物, 每种生物都 拥有神奇的特性与功能,能够在复杂多变的环境中生存下来。因此,人类 通过研究、学习、模仿来复制和再造某些生物特性和功能,可以极大的 提高人类对自然的适应和改造能力,产生巨大的社会经济效益。
3
• 仿生家俱
2020/10/16
4
Ⅱ、仿生机器人技术概述
• 什么是仿生机器人（Bionic Robot）？ 仿生机器人是指自然界中生物的外形、运动原理或行为方式 的系统，并且能从事生物特点工作的机器人；
• 仿生机器人特点： 1）机构较为复杂，大多为冗余自由度或超冗余自由度的机 器人； 2）驱动方式通常采用绳索、人造肌肉或形状记忆合金，异 于常规的关节型机器人采用的电机驱动等方式；
• 仿生学（Bionics）
仿生学诞生于20世纪60年代, 是生 物科学和工程技术相结合的一门边缘学 科,通过学习、模仿、复制和再造生物 系统的结构、功能、工作原理及控制机 制,来改进现有的或创造新的机械、仪 器、建筑和工艺过程。
2020/10/16
2
• 仿生建筑 • 仿生交通工具
2020/10/16
13
2020/10/16
• 仿生水母 美国海军研究办公室最新研制一种
“机器水母”，它可用于监测水面舰船和 潜艇，探测化学溢出物，以及监控回游鱼 类的动向。
仿生水母是一种模仿水母运动机理以 及外形柔软的机器人。由生物感应记忆合 金制成的细线连接，当这些金属细线被加 热时，就会像肌肉组织一样收缩。
14
仿生机器鱼是一种按照鱼类游动的 推进机理，利用机械、电子元器件或智 能材料来实现水下推进的装置。美国、 日本等国的科学家们研制出了各种类型 的仿生机器鱼实验平台和原理样机。
2020/10/16
12
日本三菱开发的观赏机器鱼
北京航空航天大学研发的 SPC-II机器鱼，已应用于 水底考古探索
2020/10/16
2020/10/16
5
Ⅲ、仿生机器人国内外研究情况
现代仿生学已经延伸到很多领域,机器人学是其主要的结合和应用领 域之一,这方面的研究引起各国相关研究人员和专家的极大兴趣和关注,取 得了大量可喜成果和积极进展。
• 空中仿生机器人
飞行机器人即具有自主导航能力的无人驾驶飞行器。
2020/10/16
• 美国机器蝇
• 机器飞虫
图为美国哈佛大学微型机器人实验室 设计的一种能扑打翅膀飞行的微型机器飞 虫，其机翼张开仅为3厘米。
机器飞虫的振动机翼是仿照自然界昆 虫翅膀的大小和振动频率用特殊方法制成 的，它能检测分析多重压力，在翅膀以每 秒超过100次的速率振动时，还能观察包围 机翼的气流的变化。
• 德国机器鸟
左图为德国科技公司费斯托(FESTO) 的科学家发明的一种叫做SmartBird的机 器鸟，它可以自主地启动、飞翔和降落， 灵活程度可以和真正的鸟相媲美。
8
2020/10/16
• 蛇形机器人
蛇形机器人的运动方式是典型的无肢 运动。
左上图是美国宇航局研究的用于火星 探测的高柔性、高冗余性蛇形机器人第三 代模型。其外形类似眼镜蛇，长而细，能 够收缩、侧行、跳过低障碍物，它可以钻 进火星的松散土壤中，并探测其他的机器 人探测器无法到达的深度，还能滑进行星 表面的裂缝中。
Ⅳ、仿生机器人研究中亟需解决的问题
美国加州大学伯克利分校的研究小组 用了4年的时间基于仿生学原理制造出了世 界上第一只能飞翔的机器苍蝇，其身高不 到30mm,翼展25mm,翼振频率150Hz,重量只 有100mg。
若在机器蝇身上安装许多传感器和微 型摄像机，可广泛应用于环境监测，废墟 救援以及军事间谍等领域。
6
2020/10/16
该机器蜘蛛上装有一对可以用来探测 障碍的天线，且拥有异常灵活的腿。它们 能跨越障碍，攀登岩石，探访靠轮子滚动 前进的机器人无法抵达的区域。机器蜘蛛 一类微型仿生机器人非常适合勘探彗星、 小行星等小型天体。在国际空间站上它们 可以充当维护员，及时发现空气泄漏等意 外故障。
左下图是国防科技大学2001年研制的 蛇形机器人。这条长1.2m,直径0.06m,重1. 8kg的机器蛇,能扭动身躯,在地上或草丛中 婉蜒爬行,可前进、后退,拐弯和加速,最大 前进速度可达每分钟20m,披上特制的“蛇 皮”后还能像蛇一样在水中游泳。
9
2020/10/16
• 机器蜘蛛 左图为美国宇航局喷气推进实验室于
10
2020/10/16
• 机器蛙 在崎岖多障碍的外星表面，跳跃显然
是一种理想的行动方式，在低重力环境下， 跳跃更是一种高效使用能量的运动方式。 左图为美国宇航局喷气推进实验室研制的 机器蛙形状有点像青蛙，质量不超过1.3千 克。
机器蛙腿的膝部装有弹簧，能像青蛙 那样先弯起腿，再一跃而起。蛙身装有小 马达、传感器、照相机、小型电脑和太阳 能电池极等部件。
11
• 水下仿生机器人
水下机人完成某些操作，又称潜水器。水下环境恶劣危 险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。
•
英国埃塞克斯大学的环境检测机器人 主要用于环境检测和绘制3D污染图
机器鱼
鱼类的高效、快速、机动灵活的水 下推进方式吸引了国内外的科学家们从 事仿生机器鱼的研究。
极简的用料和轻量的结构使得资源和
能源的消耗降到最低。
7
• 陆地仿生机器人
2020/10/16
• 仿人机器人
在仿人机器人领域，日本和美国的研 究最为深入。日本方面侧重于外形仿真， 美国则侧重用计算机模拟人脑的研究。国 防科技大学也于2001年12月独立研制出了 我国第一台仿人机器人。
左图为日本本田公司研制的仿人机器 人ASIMO，是目前世界上最先进的仿人行走 机器人。ASIMO身高1.3米，体重54公斤， 它的行走速度是0-6km/h。最新版ASIMO， 除具备了行走功能与各种人类肢体动作之 外，更具备了人工智慧，可以预先设定动 作，还能依据人类的声音、手势等指令， 来从事相应动作，此外，他还具备了基本 的记忆与辨识能力。
仿生机器人
2020/10/16
机设1班 陈刚
1
Ⅰ、研究背景
自然界在亿万年的演化过程中孕育了各种各样的生物, 每种生物都 拥有神奇的特性与功能,能够在复杂多变的环境中生存下来。因此,人类 通过研究、学习、模仿来复制和再造某些生物特性和功能,可以极大的 提高人类对自然的适应和改造能力,产生巨大的社会经济效益。
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• 仿生家俱
2020/10/16
4
Ⅱ、仿生机器人技术概述
• 什么是仿生机器人（Bionic Robot）？ 仿生机器人是指自然界中生物的外形、运动原理或行为方式 的系统，并且能从事生物特点工作的机器人；
• 仿生机器人特点： 1）机构较为复杂，大多为冗余自由度或超冗余自由度的机 器人； 2）驱动方式通常采用绳索、人造肌肉或形状记忆合金，异 于常规的关节型机器人采用的电机驱动等方式；
• 仿生学（Bionics）
仿生学诞生于20世纪60年代, 是生 物科学和工程技术相结合的一门边缘学 科,通过学习、模仿、复制和再造生物 系统的结构、功能、工作原理及控制机 制,来改进现有的或创造新的机械、仪 器、建筑和工艺过程。
2020/10/16
2
• 仿生建筑 • 仿生交通工具
2020/10/16
13
2020/10/16
• 仿生水母 美国海军研究办公室最新研制一种
“机器水母”，它可用于监测水面舰船和 潜艇，探测化学溢出物，以及监控回游鱼 类的动向。
仿生水母是一种模仿水母运动机理以 及外形柔软的机器人。由生物感应记忆合 金制成的细线连接，当这些金属细线被加 热时，就会像肌肉组织一样收缩。
14
仿生机器鱼是一种按照鱼类游动的 推进机理，利用机械、电子元器件或智 能材料来实现水下推进的装置。美国、 日本等国的科学家们研制出了各种类型 的仿生机器鱼实验平台和原理样机。
2020/10/16
12
日本三菱开发的观赏机器鱼
北京航空航天大学研发的 SPC-II机器鱼，已应用于 水底考古探索
2020/10/16
2020/10/16
5
Ⅲ、仿生机器人国内外研究情况
现代仿生学已经延伸到很多领域,机器人学是其主要的结合和应用领 域之一,这方面的研究引起各国相关研究人员和专家的极大兴趣和关注,取 得了大量可喜成果和积极进展。
• 空中仿生机器人
飞行机器人即具有自主导航能力的无人驾驶飞行器。
2020/10/16
• 美国机器蝇
• 机器飞虫
图为美国哈佛大学微型机器人实验室 设计的一种能扑打翅膀飞行的微型机器飞 虫，其机翼张开仅为3厘米。
机器飞虫的振动机翼是仿照自然界昆 虫翅膀的大小和振动频率用特殊方法制成 的，它能检测分析多重压力，在翅膀以每 秒超过100次的速率振动时，还能观察包围 机翼的气流的变化。
• 德国机器鸟
左图为德国科技公司费斯托(FESTO) 的科学家发明的一种叫做SmartBird的机 器鸟，它可以自主地启动、飞翔和降落， 灵活程度可以和真正的鸟相媲美。
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2020/10/16
• 蛇形机器人
蛇形机器人的运动方式是典型的无肢 运动。
左上图是美国宇航局研究的用于火星 探测的高柔性、高冗余性蛇形机器人第三 代模型。其外形类似眼镜蛇，长而细，能 够收缩、侧行、跳过低障碍物，它可以钻 进火星的松散土壤中，并探测其他的机器 人探测器无法到达的深度，还能滑进行星 表面的裂缝中。
Ⅳ、仿生机器人研究中亟需解决的问题
美国加州大学伯克利分校的研究小组 用了4年的时间基于仿生学原理制造出了世 界上第一只能飞翔的机器苍蝇，其身高不 到30mm,翼展25mm,翼振频率150Hz,重量只 有100mg。
若在机器蝇身上安装许多传感器和微 型摄像机，可广泛应用于环境监测，废墟 救援以及军事间谍等领域。
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2020/10/16