仿生机器人的研究综述
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仿生机器人的研究及其应用近年来,随着科技的不断发展,人们发现仿生机器人这一领域愈发引人关注。
仿生机器人,是以生物学为模板,在机器人领域中模拟生物体结构、运动方式等特征的机器人。
它的研究和应用已经涵盖了生物、工业、医疗、军事等多个领域。
本文旨在探究仿生机器人的研究和应用,并展望未来的发展方向。
一、仿生机器人的研究仿生机器人的研究可追溯到20世纪50年代。
当时,动物的移动方式被认为是学习机器人的移动方式的好机会。
人类开始着手研制出具有与生物体相同形态、功能及运动特性的机器人。
这些机器人被称为仿生机器人。
仿生机器人的发展离不开视觉、传感器、运动控制、材料等多个领域的技术的支持。
其中,运动控制技术的发展是仿生机器人的重中之重。
在仿生机器人的研究中,科研人员主要从人类、昆虫、鱼和鸟四个方向着手。
威尔斯腿gedit器仿生机器人是仿照人体结构和运动特点研制出来的。
仿生机器人采用了人腿的关节、肌肉和骨骼,可以模拟人类行走和奔跑的姿势、速度和稳定性。
具有重载能力、长续航能力、良好的爬升性能等优势,被广泛应用于工业生产和军事领域。
仿生机器人中的器官设计受到了昆虫生命的启示。
昆虫拥有强大的定位和飞行能力,具有良好的适应性和灵活性,这种特性在确保机器人机动性和拓展机器人应用方向上至关重要。
研究表明,仿生昆虫机器人在应对弯曲路面、爬高、攀爬等方面具有优势,已经广泛应用于工作场所、战场以及个人服务。
仿生机器人还模仿了鱼和鸟的运动特性。
鱼的游泳方式被学习者应用于水下机器人的研发,这样的机器人可以在海洋上空间有限的环境下自由游动。
鸟的飞行方式被深入探究,研制出了可以自由思考和选择的微型飞行器,这样的机器人可以在极具挑战性的环境中执行任务。
总的来讲,仿生机器人的研究已经成为当前机器人学习的重要方向之一,在多个领域具有很大的发展潜力。
二、仿生机器人的应用仿生机器人的应用已经涉及军事、工业、医疗等多个领域。
现在让我们一一来看。
1.军事领域军事领域是仿生机器人应用的重要领域之一。
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。
仿生机器人技术综述随着科技的进步和现代化生产方式的日益普及,机器人技术得到了越来越多的应用,而仿生机器人技术则成为了近年来机器人技术领域里面的热门话题。
仿生机器人技术与生物学和机械工程等领域的交叉,有望为未来的智能系统开发带来更多可能性,该技术于上世纪70年代的初期开始研究,目前已经得到了广泛的应用。
本文将从定义、应用领域、技术要素、发展趋势四个方面来对仿生机器人技术进行综述。
一、定义仿生机器人技术是指将生物学的原理、方法、模式运用于机器人技术的研究中,以提高机器人的运动能力、感知能力、认知能力等方面的综合优化。
其目的是模仿复杂的、适应性高的生物系统特性,从而创造具有人类智能水平的机器人系统。
仿生机器人技术不仅仅是传统机器人技术的拓展,还是多学科、交叉学科的融合。
二、应用领域仿生机器人技术已经成为了一项十分具有前途的技术,应用范围广泛,其中包括:1. 军事应用领域:海军、陆军和空军等军事部门可用仿生机器人执行任务,以减轻军人的负担和提高作战实力。
2. 医疗保健领域:仿生机器人在医疗卫生领域也有广泛的应用,例如,可以制造人工义肢,协助残障人士进行运动。
3. 机器人研制领域:仿生机器人技术对未来机器人的研制起着重要的帮助作用。
许多自然生物所拥有的特征能被模仿与加以应用到机器人的设计中。
4. 环境监测领域:仿生机器人能够应用于环境监测,例如,海洋监测、地震勘测、火山观测等,从而极大地提高了数据的准确性和对于环境变化的及时预测能力。
三、技术要素仿生机器人技术的核心技术主要包括:感知技术、控制系统、执行系统、能源供给、通讯技术等。
1. 感知技术:仿生机器人的感知基础非常重要,它需要在感知环境的同时,进行感知自身状态,也就是驾驶者对于所操纵的设备、机器人本体、地形、其他移动物或障碍物的掌握。
2. 控制系统:仿生机器人设计的控制系统必须结合环境和任务因素,进行不断的调整和优化,来实现特定的任务。
3. 执行系统:仿生机器人执行系统主要负责让测量信号与控制信号相接通,让机器按照控制信号进行行动。
仿生机器人的研究及其应用一、引言随着科技的日新月异,人们对人造智能与生命科学结合所产生的种种可能也变得越来越感兴趣。
作为一项新兴高科技领域,仿生机器人已经成为了当前最为热门的主题之一。
本文将从多个角度对仿生机器人的研究及其应用进行探究。
二、仿生机器人概述仿生机器人是通过仿生学中生命现象的研究,将生物体的结构、功能及行为特征转化为机器人,探索人类智慧的机器创造之一。
仿生机器人技术包括机械、电子与计算机等多个领域,其研究内容包括仿生机械结构、仿生机械传动系统、仿生传感器和仿生智能控制系统等。
三、仿生机器人的结构仿生机器人结构的设计需要模仿生物体的结构和功能,如昆虫、鱼类、鸟类等。
例如模仿昆虫的构造可以减轻几倍制造重量和成本,并且能够在狭小的空间内进行灵敏操作。
仿生机器人的外骨骼结构与昆虫的角质层相似,可以维护机器人的外轮廓形状,并增加机器人对外力的抵抗能力。
其它仿生机器人结构包括仿生鱼类的身体结构、仿生企鹅的翼片和铰链、仿生蛇的身体结构等。
四、仿生机器人的传动系统仿生机器人的传动系统需要保持生物运动机理的特点,例如腿部的支撑和推动机理、人体四肢运动机理等。
与生物体相似的柔性结构和多关节传动系统可以使仿生机器人实现更加灵活的运动,提高其环境适应能力。
比如一些仿生机器人采用的内部气压传动系统,一个小型坦克仿生机器人采用的是地面毛细管上的涂层来实现运动等。
五、仿生机器人的传感器仿生机器人的传感器可以模拟生物体的视觉、听觉、触觉感知方式,从而增强仿生机器人的环境感知、交互和适应能力。
例如,仿生机器人的视觉传感器可以模仿人类眼睛或昆虫眼睛感受到的图案和颜色,用于场景识别和计时生物行为等,而仿生机器人的触觉传感器可以模拟生物的神经系统,探索机器人和环境的相互作用。
六、仿生机器人的智能控制系统仿生机器人的智能控制系统是仿生机器人研究的关键部分,可以使机器具有自主性、自适应性和学习能力,实现基于环境的目标和任务完成。
仿生机器人综述报告
近年来,随着人工智能和机器人技术的不断发展,仿生机器人成为了研究的热点之一。
仿生机器人是指模仿生物学系统的特征、结构、行为和功能而设计制造的机器人,它们可以模仿动物的外貌和动作,甚至具有某些动物的特性和能力。
仿生机器人的研究涉及多个学科领域,包括机械工程、电子工程、计算机科学、生物学等。
它们的研究目标是通过模仿生物的结构和行为来提高机器人的性能和适应性,使其更加接近自然界中的生物。
仿生机器人的研究领域很广泛,主要分为以下几个方面:
1. 运动控制方面:仿生机器人可以模仿生物的运动方式,如鸟类的飞行、蚂蚁的行走等,这些运动方式能够提高机器人的运动效率和适应性。
2. 传感器方面:仿生机器人可以利用生物的感官系统,如视觉、听觉、触觉等,来获取环境信息,从而实现更加精准的运动和更加智能化的决策。
3. 结构设计方面:仿生机器人可以模仿生物的结构,如鸟类的骨骼结构、蜘蛛的腿部结构等,这些结构可以提高机器人的稳定性和机动性。
4. 机器人控制方面:仿生机器人可以通过模仿生物的神经系统和运
动控制系统,来实现更加智能化的机器人控制,从而提高机器人的性能和适应性。
仿生机器人已经在很多领域得到了广泛的应用,如医疗、教育、军事等。
例如,在医疗领域,仿生机器人可以模仿人体的结构和运动方式,实现精准的手术操作;在军事领域,仿生机器人可以模仿动物的行为和能力,实现更加灵活的战斗机器人。
在未来,仿生机器人的研究将会更加深入,不断地推动机器人技术的发展。
我们相信,仿生机器人将会成为未来机器人发展的一个重要方向,为人类带来更多的便利和帮助。
仿生机器人综述报告一、引言随着科技的不断发展,仿生机器人作为一种新型智能机器人,已经逐渐引起了人们的关注。
仿生机器人是指模仿动物或植物的外形、结构和功能设计出来的机器人。
它们可以模拟动物或植物的行为,具有很强的适应性和灵活性。
本文将对仿生机器人进行综述。
二、仿生机器人的分类根据仿生机器人所模拟的动物或植物不同,可以将其分为多种类型。
以下是几种常见的类型:1.鸟类仿生机器人:这种机器人通常具有翅膀并能够飞行,它们可以用于监测环境和空气质量等方面。
2.昆虫类仿生机器人:这种机器人通常具有六条腿和翅膀,并且非常小巧轻便。
它们可以用于勘测地形、搜索救援等方面。
3.水下仿生机器人:这种机器人通常具有鱼类或海豚等水下动物的外形和运动方式,可以用于海洋勘测、水下救援等方面。
三、仿生机器人的应用仿生机器人有着广泛的应用领域,以下是几个常见的应用领域:1.环境监测:鸟类仿生机器人可以用于监测空气质量,水下仿生机器人可以用于海洋勘测。
2.救援:昆虫类仿生机器人可以用于搜索救援,水下仿生机器人可以用于水下救援。
3.军事领域:仿生机器人可以用于侦察、炸弹拆除等方面。
4.医疗领域:仿生机器人可以模拟动物或植物的运动方式,帮助恢复运动能力。
四、仿生机器人的优势与传统机器人相比,仿生机器人具有以下优势:1.适应性强:由于仿生机器人模拟了动物或植物的外形和运动方式,因此它们在不同环境中具有更好的适应性。
2.灵活性高:由于仿生机器人具有类似动物或植物的结构和运动方式,因此它们在行动时更加灵活。
3.能耗低:由于仿生机器人采用了动物或植物的结构和运动方式,因此它们在行动时能够更加节约能源。
五、仿生机器人的发展趋势随着科技的不断发展,仿生机器人也在不断地发展。
以下是几个可能的发展趋势:1.智能化:仿生机器人将会越来越智能化,具有更强的自主学习和决策能力。
2.多功能化:仿生机器人将会具有更多的功能,例如可以同时进行环境监测和搜索救援等任务。
仿生机器人的研究和实践随着科技的不断进步,人类对于仿生机器人的研究和实践也越来越深入。
仿生机器人是以仿生学为基础的机器人技术,旨在模仿自然界中的生物,将其特点融入到机器人的设计和制造中,以实现更加智能化、优雅化的机器人。
本文将从仿生机器人的研究方向、优点和实践案例三方面来分析这一技术。
一、仿生机器人的研究方向仿生机器人的研究方向可以大致分为生物灵感、人型机器人、无人机和机器人感知四个方面。
生物灵感涉及到仿生机器人的设计和制造,用以模仿自然中的生物,如昆虫、鱼类和动物等,借鉴其特点,应用于机器人的功能和效能研究。
昆虫的视觉、鼻子和触角等感知器官可以有助于机器人感知环境,鱼类运动特征可以有助于提高机器人的运动效率,动物的神经系统可以作为仿生机器人的控制系统。
人型机器人则主要指的是仿生机器人的外形设计,以人类为蓝本,融合人类的形态和结构,实现像人一样的行走、奔跑和攀爬等动作。
无人机则是模仿自然界中的鸟类和昆虫等,设计制造的能够实现飞行的机器人。
无人机的研究应用非常广泛,可以用于海拔极高、人迹罕至的地方进行测量和勘察。
机器人感知则涉及到仿生机器人的感知技术和算法的研究。
现代仿生机器人需要具备与环境互动并适应环境的能力,这就需要其具备高度的感知技能。
机器人感知研究主要涉及视觉、声音、气味、力和位移等感知器官的研究。
二、仿生机器人的优点仿生机器人有许多优点,其主要有:1. 自适应性强。
仿生机器人的仿生学设计可以实现对环境的自适应。
使用仿生学设计制造出来的机器人在应对突发事件时表现非常优秀。
例如抗火机器人,能够在火灾现场自动灭火并救援。
2. 科技含量高。
仿生机器人是集机械、电气、计算机和材料科学等多个技术领域于一体的高科技产品,其技术含量非常高,使用涉及多个领域。
3. 高度的稳定性和精度。
仿生机器人主要基于稳定和精度方面的设计和制造。
如仿生机器人的移动、感官、健康检测等方面都可以实现非常高的稳定性和精度。
4. 提高生产效率。
仿生机器人技术研究一、引言随着人工智能的迅速发展,仿生机器人技术也逐渐被人们所关注。
仿生机器人,即模仿生物体运动、行为、感知等方面的机器人,已被应用于航空、水下、医疗等各个领域。
本文将介绍仿生机器人技术的发展历程、原理以及未来应用前景。
二、仿生机器人技术的发展历程1. 第一代仿生机器人20世纪中叶,人们开始研究仿生机器人。
当时的仿生机器人主要是以观赏为目的,例如日本的“银河号”机器狗。
这些机器人外形逼真,但功能并不强大。
2. 第二代仿生机器人到了20世纪80年代,随着传感器和计算机技术的发展,出现了第二代仿生机器人。
这种机器人可以进行简单的感知和运动控制,比如美国康涅狄格大学的“Genghis”机器人,可以自动辨别空气流动情况,并对着该方向行动。
3. 第三代仿生机器人21世纪初,仿生机器人技术得到了快速发展。
第三代仿生机器人不仅具备高质量的传感器和控制系统,还具备自主感知和自主决策能力。
比如德国的“草屋”机器人,可以自主决定是否光线不足进入补光状态。
三、仿生机器人技术的原理仿生机器人的核心技术是仿生学,即模仿生物的运动、行为、感知等方面,设计并制造出具有相似功能的机器人。
1. 结构方面仿生机器人的结构要尽可能地与所模仿的生物相似,比如仿生机器人手臂的设计就参考了人类手臂的结构。
借助3D打印等技术,可以精确地制造出仿真度高的仿生机器人。
2. 传感器方面仿生机器人的传感器主要分为视觉传感器、听觉传感器、力觉传感器等多种类型。
这些传感器可以感知环境并将信息传输到控制系统中,控制机器人做出相应的动作。
3. 控制系统方面仿生机器人的控制系统可以参考生物的神经系统,包括感知系统、控制系统等多个模块。
这些模块通过计算机程序控制机器人的动作。
四、仿生机器人技术的应用1. 航空领域仿生机器人可以在航空领域发挥重要作用,例如环境监测、无人机操作等。
美国航天局正在开发仿生机器人,可用于在外太空中执行任务。
2. 水下领域仿生机器人可用于水下垃圾清理、资源勘探等领域。
仿生机器人的研究综述华明亚(上海大学机电工程与自动化学院,上海200072)摘要:在人类认识世界和改造世界的过程中,存在人类无法到达的地方和可能危及人类生命的特殊场合,如星球探测、深海探测、减灾救援和反恐活动等,而仿生机器人为解决上述问题提供了一条有效途径。
随着机器人技术和仿生学的发展,仿生机器人的研究正受到学者们的普遍关注。
在对仿生机器人进行分类的基础上,从地面仿生机器人、水下仿生机器人以及空中仿生机器人3个方而简要介绍了国内外典型仿生机器人的研究进展,并介绍其发展趋势。
关键词:仿生机器人;机器人运动;发展趋势;Research review on bionic robotHua Mingya(School of mechanical engineering and automation, Shanghai University, Shanghai 200072, China) Abstract:: In the human understanding and transforming the world in the process, the existence of human beings can not reach the place and special occasions may endanger human life, such as planetary exploration, deep sea exploration,disaster relief and anti terrorist activities, and bionic robot provides an effective way for solving the above problems. With the development of robot technology and bionic, bionic robot research has received wide attention of scholars. In the classification based on bionic robot, bionic robot, bionic robot from air groundbionic robot, underwater 3 party and briefly introduced the research progress oftypical bionic robot at home and abroad, and introduces its development trend.Key words: Bionic robot; robot movement; development trend;1 机器人的研究现状1.1 机器人国外研究现状由于仿生机器人所具有的灵巧动作对于人类的生产和科学研究活动有着极大的帮助,所以,自80年代中期以来,机器人科学家们就开始了有关仿生机器人的研究。
自1983年以来,美国Robotics Research Corporation以拟人臂组合化为设想,基于系列关节研制出K-1607等系列7自由度拟人单臂和K/ B 2017双臂一体机器人,其单臂K/ B 2017已用于空间站实验。
1986年美国Utah大学工程设计中心研制成功了著名的UTAH/MIT灵巧手,该手有四指,拇指两关节,其余三指各有三关节,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,并模拟人手拿、夹、抓、握物体多种动作进行了实验。
美国CED, Sarcos研究公司,贝尔实验室和能源部等联合开发了具有手的仿人臂,并推出了新型灵巧遥控操作系统DTS.其中的灵巧臂(DA)是液式10自由度手臂(包括三自由度的手).。
1995年Bologna大学在PUMA机器人基础上设计研制成有三指灵巧手的仿人臂系统。
1999年日本研制的宠物狗AIBOERS-110具有18个关节,每个关节由伺服电机驱动以保持柔性运动.CWRU的仿生机器人实验室研究了基于蟋蟀运动机能的机器人,其共有六条腿,后两条腿较长,有两个关节.各腿的运动通过压缩空气来驱动,它可以在一定的范围内行走和跳跃,能够适应粗糙地带和障碍。
目前国外机器人正朝着智能化,高性能,微型化发展,并且一直走在科技的前沿,引领者机器人的发展。
1.2 机器人国内研究现状国内一些科研院所,如北航、北科大、国防科大、东南大学、沈阳自动化所和哈工大等进行了仿生机器人的研究.北航机器人研究所在国家X63 "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.沈阳自动化所研制开发的6000m水下自治机器人达到世界先进水平.哈工大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.双足步行机器人为关节式结构,具有12个自由度,可以完成平地前进、后退、侧行、转向和上下阶梯等步行功能。
虽然在仿生机器人的研究中,美国和日本走在前列,此外加拿大、英国、瑞典、挪威、澳大利亚等国也都在这方面的技术研究中非常突出,但是我国的机器人技术经过一番奋勇直追,也逐渐拉近了和发达国家的水平。
国内,哈尔滨工程大学机电工程学院的研究人员研制了一种两栖仿生机器蟹]1[,如图1所示。
图1仿生机械蟹实验证明:仿生蟹能够按照双四足步态在平坦的地而上实现前进、后退、横行、左右转弯等动作,横行时最大运动速度约0. 2 m/s,前后行走时最大为0. 1 m/s,并可以跨越高30 mm 的障碍。
在水中运动时,需将机器蟹整体放入根据其外形定制的柔性皮套内,即采用整体包裹的防水方式。
2 机器人的研究内容仿生机器人可以分为地面仿生机器人、水下仿生机器人以及空中仿生机器人。
2.1 地面仿生机器人地面仿生机器人有着广泛的应用,比如在考古,探索未知天体,恶劣环境作业等方面的应用有着不可或缺的地位,因此研究它们对于科研,医疗还有生活有着重要的意义。
下面简单介绍两种地面机器人。
仿生六足机器人在战场侦察、定点清除、危险环境下搜救以及狭小空间作业检测等领域中,爬行机器人发挥着关键作用。
它容易实现稳定性爬行,受到广大研究者的青睐。
六足机Pang对轴对称本体六腿器人常见的结构有矩形六足机器人和六边形六足机器人。
Chu和]2[机器人和圆周对称本体六腿机器人进行比较,圆周对称六腿机器人从转向性能和稳定裕度等3[ 主要针对圆周对称分布的六腿步方面都有更好的性能。
北京航空航天大学丁希仑课题组]4行机器人步态及稳定性进行分析,其只能在平面内爬行,且控制方法考虑欠缺。
哈工大]5[设计出一款可以在崎岖地形中行走的六足步行机器人,该机器人采用ARM与FPGA多层次控制结构,具有负载能力,通过仿真实验验证了其可行性。
设计了一种结构简单,可实现在壁面上全方位运动的六足爬壁机器人(图2),机器人净重141g。
机器人整体结构采用圆周对称结构设计,机器人主要由上、下机体两部分组成。
为了简化机器人的结构,我们仿照尺镬的运动方式,上、下图2机器人三维CAD模型与实物图机体之间通过曲柄滑块结构连接,由一个电机驱动曲柄往复运动,实现上下机体之间线性相对运动,从而机器人可以前进后退运动;同时上、下机体之间具有一个转动自由度,可实现灵活的转向运动,这是机器人实现在壁面上的全方位运。
美国宇航局(NASA)喷气推进实验室2002年12月研制成功的机器蜘蛛Spider-pot,如图3所示,装有一对可以用来探测障碍的天线,拥有异常灵活的腿,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。
凭借娇小的身材,该机器蜘蛛非常适合勘探彗星、小行星等小型天体。
在国际空间站上可以充当维护员,及时发现空气图3 机器蜘蛛泄漏等故障]6[。
2.2 空中仿生机器人机械苍蝇可作为救援机器人或间谍飞行器。
机器苍蝇的体重只有六十毫克,翼展也仅仅有三厘米,它是典型的仿生学产品,其飞行运动原理和真的苍蝇非常相似。
美国加州大学伯克利分校研制出机器苍蝇,如图4所示,目的是利用仿生原理获得苍蝇的杰出的飞行性能。
机器苍蝇有普通苍蝇大小,有4只翅膀,只有1个玻璃眼睛,质量约43 mg,直径5一10 mm,与真苍蝇差不多,身体用像纸一样薄的不锈钢制成,翅膀用聚酷树脂做成。
由太阳能电池驱动,1个微型压电石英驱动器以180次/s的频率扇动它的4只小翅膀。
由于体型小,苍蝇周围气流的粘性比鸟类或者机翼固定的飞机更大。
对昆虫来说飞行就像是踩水一样。
苍蝇翅膀运动产生的空气动力可以在千分之一秒内改变激烈程度。
相反,传统的机翼却受制于平稳的气体流动。
正是因为这个差异,预测飞机性能的分析工具对于动态飞行昆虫效果甚微,这也使得研制机械苍蝇的工作愈发的困难重重。
研究工作者依次解决了机器苍蝇设计中扭曲和拍打,材料,控制和低功耗等难题,最终研制出应用于实际的机器苍蝇。
图4 机器苍蝇图5 昆虫机机器人昆虫机(Entomopter)(图5)是由美国乔治亚理工研究院、英国剑桥大学和ETS实验室合作研制的类似飞峨的机器人]7[,质量50 g,能够装载0. 1 N有效载荷。
动力装置是一种基于往复式化学肌肉( Reeiproeating Chemieal Musele } RCM)的可再生装置,通过直接的非燃烧式反应把化学能变为动能。
机冀的扑动是自主的(自然而然或非受控的)和匀称的(恒频和等辐的),上下挥动都产生升力,可以使昆虫机悬停飞行。
2.3 水下仿生机器人随着无人地而战车、无人飞机和无人舰艇等逐渐在战场上显示出越来越高的作战效能,无人化作战平台将在未来现代化战争中发挥重要的作用。
无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicles,UUV)是无人平台的一个重要发展方向。
美国战略与预算评估中心的高级分析家罗伯特·沃克认为,未来美军对制海权的掌握,将是通过无人水下潜航器,而非传统认为的静音潜艇。
可见无人潜航器在未来海战中的重大意义越来越得到军事专家的认可。
加快发展无人潜航器,占据战略制高点,对于取得未来战争局部优势至关重要。
UUV是一种能下潜的无人自主航行系统,由载体结构、控制系统、导航系统、能源系统和推进系统等系统和设备组成]8[。
国外比较有代表性的水下机器人当属美国的伍兹霍尔海洋研究所历时9年设计研制的深海无人潜器Nereus,长约4m,宽约 2.5m,空气中重约2.812345678吨。
其最大潜深为11000m,航速3节,续航时间为20小时。
它具有一种混合式操控系统,集两种操作模式于一身,既可以自主地进行海洋探测任务,也可以通过遥控来完成工作。