生命科学导论结课报告
机电学院机械设计制造及其自动化专业
生命科学与机械技术的交叉—仿生机器人技术
通过本学期对于生命导论科学的学习，我受益匪浅，知识是无穷尽的，如何更好的掌握利用所学的知识并将其与我所学的专业所结合对于我本人的学习无疑是及其重要的，今天我将主要讨论下生命科学与机械技术的交叉—仿生机器人技术。通过对于生命科学导论的学习，我对于这项技术的了解变得更为深刻。
首先我们要对仿生机器人技术的概念做一下了解，百度百科所给出的解释是：“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。”
通俗上来讲，就是将机械的特点与各种生物的特性将结合去完成一些相比于人类自身或者是普通机械能够更快捷高效的机器人。生命是无比神奇而伟大的，而我们所做的，便是将生命与机械完美的有机结合到一起，去利用我们已知的生命知识，将他们应用到技术上，去更好的改变世界，去完善世界。
下面，我将从仿生机器人的分类、特点、国内外的研究情况、目前存在的难题以及发展方向来谈一下我自己的看法。
从分类来看，这与生命科学类似。主要分为防人型即对于人类的行为的模仿的机器人以及仿生型即对生物行为的模仿的机器人。
从特点上看，区别于普通的机器人，主要有两点。1.多为冗余自由度或超冗余自由度的机器人，机构复杂。2.其驱动方式不同于常规的关节型机器人，通常采用绳索、人造肌肉或形状记忆合金等驱动。
对于国内外关于仿生机器人的研究情况。主要有以下几个方向：水下仿生机器人、空中仿生机器人、地面仿生机器人、仿人机器人、生物机器人。
下面主要通过几个实例来更好的了解下这些仿生机器人的研究情况。
水下机器人方面，北京航空航天大学所做的水下机器人以及日本所研究的水下机器鱼都有着不错的成果。
空中仿生机器人方面，美国机器蝇、法国机器鸟都处于国际领先水平。
地面仿生机器人方面，蛇形机器人、爬壁机器人、仿尺蠖机器人都有着较先进的水平。
而仿人机器人主要有仿人肢体型机器人与仿人双足型机器人。
日本本田和大阪大学联合研制的P1,P2,P3型仿人步行机器人在P3基础上研制了ASIMO智能机器人（1.2m,43kg,)爬楼梯，6km/h奔跑，声音识别，通过头部照相机捕捉画面识别人类各种手势和10种脸型。
生物机器人即为活体生物的人工控制。
对于仿生机器人的发展方向，主要有以下：
•结构微型化—用于小型管道的检测等
•可重构机器人（模块化和可重组）--军事侦察、灾害现场调查
•实用性—服务型机器人
•仿生机器人群—机器人生产线、无人作战机群
•新型仿生原理机器人—运动机理的建模、生物行为方式的研究。
•智能化：非结构环境下具有普遍实用意义的自主步态规划生成及控制。
在大量的仿生机器人之中，仿生微型机器人作为一个新兴并且具有重要意义的方向正在受到越来越多人的关注。
以下是一些国家以及他们在仿生微型机器人方向上的研究情况
而对于仿生微型机器人的研究方向，主要有以下几点
•微型能源
•微驱动和控制技术
•纳米级尺寸的发展
•新型仿生原理机器人
最后我们谈一谈CPG在仿生机器人技术中的应用。CPG（central pattern generator),生物利用CPG振荡网络的自激行为产生有节律的协调运动。基于CPG原理的运动控制是新兴的机器人运动控制方法。基于CPG网络的特点，可以作为机器人运动的底层控制器。目前已经实现了运用Labview完成CPG神经网络模型的软件实现，并应用于舵机驱动爬壁机器人的运动控制。
CPG网络的特点如下：
•可以在缺乏高层命令和外部反馈的情况下自动产生稳定的节律信号，而反馈信号和高层命令又可以对CPG的行为进行调节。
•通过相位锁定，可以产生多种稳定、自然的相位关系，实现不同的运动模式。
•易于和输入信号或物理系统耦合，使节律行为在整个系统中传导。
•结构简单，具有很强的适应性。
总之，无论在生命科学还是机械技术的角度，仿生机器人都是具有极其重要的意义与使用价值的。
1，不管是生命科学还是机械仿生学，科学技术的发展其最高目标即是服务与人类，所以从本质上看，各种科学其实是不分彼此的，它们的发展必将毫无疑问的致力于人类生存的改善，同时也是人类对世界，对宇宙，对真理的探索过程。这也是生命科学与机械仿生交叉科学同与其它科学一样，具有的最大也是最根本的意义。
2，随着现代化进程步伐加快，人类致力于利用机械服务于人类的蓝图已宏观建立，所以生命科学与机械仿生交叉科学的发展必将是解决这个蓝图实现道路上最关键的
部分，另外，这方面的研究已在世界范围内展开，可见其重要性不言而喻。
3，人们相信各种事物必然都有其内部的联系，而不是单独孤立的，所以生命科学与机械仿生必然会有尚未被人类所发掘的密切联系，这些联系必将经一步促进生命科学与机械仿生交叉学科的发展，所以从这个角度而言，这个交叉学科的前景是无比诱人的。
4，有预言家已预言，未来的时代，是机器人为人类服务的时代，人类会实现高度的自由通过控制机器人而更多从劳动中脱身。所以，对我们学机械的学生而言，学好机
械专业的同时，也不得不学好生命科学这门学科，以期在未来的发展中能走得更远。
最后，开了这门课，对老师有点提议：
1，上课内容上可以多加点动画，实验，还有图片等比较感性的东西，这样我们听课就会更有趣。
2，我个人觉得老师应该多讲一下生物方面的研究课题，最新发现等同学们比较喜欢听的东西。
3，纪律方面老师可以在严格一点，很多时候看到迟到的同学，作为学生我也有种很烦的感觉。
