生物机器人综述
仿生机器人综述
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。
• 仿生学（Bionics） 仿生学诞生于20世纪60年代, 是生
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。
Ⅳ、仿生机器人研究中亟需解决的问题
• 体积重量过大 • 平台承载能力不强 • 视觉研究不成熟 • 步行敏捷性不强 • 控制方法控制算法需要改进 • 供能续航问题
• 机器蜘蛛
左图为美国宇航局喷气推进实验室于 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。
• 水下仿生机器人
水下机器人又称为水下无人潜器，是一种工作于水下的极限作业机 器人，能潜入水中代替人完成某些操作，又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。
Ⅳ、仿生机器人研究发展方向
➢ 微型化 将驱动器、传动装置、传感器、控制器、电源等集成到一 块硅片上,构成微机电系统；
➢ 仿生机器人的仿形 仿生机器人的外形与所模仿的生物的相似性
生物机械发展现状及未来趋势分析
生物机械发展现状及未来趋势分析近年来，生物机械领域的发展呈现出愈发迅猛的态势。
生物机械学作为生物学、机械学和工程学的多学科交叉研究领域，致力于将生物学的原理与机械学技术相结合，开发出一系列具有仿生特性的机械设备。
本文将对生物机械发展的现状进行分析，并展望未来的趋势。
一、生物机械发展现状1.仿生外骨骼：仿生外骨骼技术是生物机械领域的重要研究方向之一，目的在于克服和弥补人体运动功能受限的问题。
目前，已经有许多仿生外骨骼机器人进入临床实验，取得了一定的成果。
例如，美国某研究机构开发的仿生下肢外骨骼可以帮助丧失下肢运动能力的患者恢复行走功能，给瘫痪患者带来了希望。
2.仿生手术机器人：随着医疗技术的不断发展，手术机器人成为重要的研究领域。
这些机器人能够通过微创手术进行精确控制，减少手术创伤，提高手术成功率。
例如，达芬奇机器人系统是目前应用最广泛的手术机器人系统之一，已经成功应用于多种手术中，包括心脏手术、肺手术等。
3.仿生智能材料：仿生智能材料是指借鉴生物的结构和功能，设计和制造出具有智能响应能力的材料。
这种材料可以根据外界环境的变化自主调节自身结构和性能，具有广泛的应用前景。
例如，研究人员开发出一种仿生智能材料，能够模拟蚂蚁群体行为，可应用于智能感应和智能控制系统。
二、生物机械未来趋势分析1.医疗机器人应用的普及：随着人口老龄化趋势的加剧，对医疗机器人的需求将进一步增长。
未来，医疗机器人将广泛应用于手术、康复、病房护理等环节，为医疗领域提供更加精确和高效的服务。
2.生物机械与人工智能的融合：生物机械学与人工智能技术的结合将在未来得到更多的关注。
人工智能算法可以帮助生物机械系统更好地处理和分析海量的生物数据，提高处理效率和准确性。
同时，生物机械的仿生特性也可以为人工智能系统提供灵感和借鉴，促进两者的共同发展。
3.生物机械在环境保护中的应用：生物机械技术也有着广泛的应用前景，特别是在环境保护领域。
生物机械系统可以模仿自然界的原理和机制，实现资源的高效利用和环境的可持续发展。
仿生机器人技术综述
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。
生物机器人和纳米机器人的研究
生物机器人和纳米机器人的研究随着现代科技的进步，生物机器人和纳米机器人的研究也越来越受到科学家们的关注。
这些机器人可以被用于多种领域，如医疗、环境保护和军事。
它们具有高度的精度和可编程性，能够执行复杂的任务和完成普通机器不能完成的工作。
本文将对生物机器人和纳米机器人的研究进行分析。
一、生物机器人的研究生物机器人是一种以生物分子为基础的机器人，可以通过调节生物分子的活动来控制机器人的行为。
其中最为重要的是DNA纳米机器人，它们具有高度的精度和可编程性，能够执行以前难以想象的任务。
举个例子，美国的一家研究机构研发了一种可以治疗癌症的DNA纳米机器人，其外形如水滴，直径仅为90纳米。
这种机器人可以在人体内寻找癌症细胞，并释放药物进行治疗。
这样不仅可以避免对正常细胞的伤害，还可以提高治疗的成功率。
此外，生物机器人还可以用于环境保护。
瑞士的一家研究机构研发了一种可以将污染物转化为有用物质的DNA纳米机器人。
这种机器人可以识别和捕捉污染物，然后将其转化成非有害的物质。
这种技术可以有效地减少环境污染和改善生态环境。
二、纳米机器人的研究纳米机器人是一种尺寸小于一微米的机器人，能够在微观世界中进行工作，相对于普通机器人更为灵活和精细。
研究纳米机器人是一项非常具有挑战性的任务，因为其尺寸非常小，难以控制。
但是，科学家们已经取得了一些很有意义的成果。
目前研究纳米机器人主要用于医疗领域。
一种名为“智能纳米机器人”的技术已经问世，它可以在人体内进行诊断和治疗。
这种机器人可以精确地找到病变部位，并检测出病变程度。
如果发现病变程度较轻，它可以直接进行微创手术。
如果发现病变程度较重，则可以释放药物或者辅助其他手术进行治疗。
另外，纳米机器人还可以用于制造和建筑领域。
研究人员制造出一种名为“DNA氧离子纳米机器人”的机器人，它可以在微观世界中进行建筑工作，按照程序进行建筑，制造出精密的结构。
三、未来展望生物机器人和纳米机器人可以在多个领域发挥重要作用。
生物仿生学在机器人领域中的应用
生物仿生学在机器人领域中的应用在科技发展不断迅猛的今天，生物仿生学在机器人领域中的应用愈发广泛。
人类一直在通过对自然界各种形态和行为的研究来改进和创造机器人，使机器人能够更好地模拟自然界的生物，达到更多的效果和用途。
一、概述生物仿生学是一种跨学科研究领域，它目的是通过对自然界生物活动的观察、模仿及运用，为人类创造出可以更加适应环境，更加智能高效的机器人。
生物仿生学在机器人领域中的应用是一个十分重要的研究领域，它可以帮助我们理解自然界的奥秘，同时也能够为工业、军事以及医疗等领域提供更加便捷的服务。
二、运用1.机器人的外形设计生物仿生学的运用使机器人的外形设计更加符合自然规律，让机器人可以更加便利地适应环境。
比如，一些仿生机器人的腿部设计，在外形上与昆虫腿相似，可以适应不同的地形，如荒漠、丛林、水下等。
2.机器人的智能控制系统生物仿生学的应用也让机器人的智能控制系统更加完善。
例如，仿生机器鱼可以使用尾鳍来操控自身的运动，仿照出鱼在水中游动时产生的新的水流形态，从而提升了机器人的机动性和可操作性。
除此之外，仿生机器鸟也使用生物仿生学技术，让机器鸟可以飞行更加稳定，并且可以在空中翻转，仿真出鸟类在飞行过程中身体的角度、位置的变换，使得机器人可以实现更加多样化的动作。
3.机器人的能源系统人们正在寻找对环境更为友好的能源，生物仿生学在机器人领域中的应用，也使机器人能够更有效率地利用能源，在节约能源方面有了显著的提升。
比如，仿生机器人蜜蜂可以使用花粉进行能源储备的装填，并且可以将花粉转化为电能，从而实现储存和使用。
三、结语总的来说，生物仿生学在机器人领域中的应用越来越广泛，可以使机器人的性能更为完善，并且更加符合人类的实际需求。
在近未来，可以预见，随着技术的进步，生物仿生学对于机器人的运用会越来越广泛，相信未来会有更多更好的机器人出现，为我们的工作和生活带来更大的方便和效益。
从生物启发的机器人技术
从生物启发的机器人技术生物启发的机器人技术是一种模仿自然界中生物结构和功能的机器人技术。
生物体拥有复杂而高效的结构和技能，这些结构和技能已经演化出来数百万年，具有巨大的适应性和可靠性。
通过仿生学原理，机器人工程师可以借鉴生物体的结构和技能，开发出具有高效性、可持续性和稳定性的机器人。
本文将从机器人骨骼结构、机器人感知系统、机器人移动系统和机器人智能控制系统四个方面论述生物启发的机器人技术的最新研究进展。
机器人骨骼结构机器人的骨骼结构是机器人的基础骨干。
与人体的骨骼结构相似，机器人骨骼结构可以为机器人提供支撑、自由运动和抗冲击的能力。
生物启发的机器人骨骼结构采用高强度、轻质、具有自修复能力的材料，例如纤维增强聚合物、碳纤维和金属合金。
同时，机器人骨骼结构的设计和制造也借鉴了生物体的结构和制造技术。
例如，机器人的骨骼结构可以采用自然界中的支柱、叉骨、空心结构和蜂窝结构等自然形态。
通过这样的仿生学原理，机器人的骨骼结构能够适应各种复杂环境，具有更好的灵活性和可塑性。
机器人感知系统机器人的感知系统是机器人的视觉、听觉、触觉和嗅觉等感知器官。
通过感知系统，机器人可以对周围环境进行有效的感知和识别，从而实现自主控制和智能交互。
生物启发的机器人感知系统采用传感器和计算技术，以类似于生物体的感知方式和特征识别方法来对环境进行感知和识别。
例如，机器人的视觉系统可以采用人眼的感知原理，利用复合眼和球形眼镜镜头等形状和特征，实现对周围环境的远近判断、颜色、形状和运动方向等特征的感知和识别。
此外，机器人的触觉系统和听觉系统也可以采用类似的生物启发方式，实现对触感、声音、声场和声波等信息的感知和处理。
机器人移动系统机器人的移动系统是机器人的移动驱动和控制系统。
通过移动系统，机器人可以实现各种复杂的移动任务，例如行走、爬行、爬升、跳跃、悬挂、游泳和飞行等。
生物启发的机器人移动系统采用飞翔动物、水生动物、地上动物和植物等自然生物的移动方式和动作特征，实现对机器人移动方式和动作特征的仿真。
软体机器人综述
软体机器人综述随着科技的不断发展，机器人已经成为了现代社会中不可或缺的一部分。
而软体机器人作为机器人领域中的一种新兴技术，具有其独特的优势和特点，受到了广泛的和研究。
本文将对软体机器人的研究现状、发展趋势以及应用领域进行综述。
软体机器人是一种由柔性和可延展材料构成，具有类生物体运动和适应能力的机器人。
与传统机器人相比，软体机器人具有更好的适应性和灵活性，可以适应各种复杂的环境和任务。
目前，国内外的研究者们已经开发出了多种不同类型的软体机器人，如仿生机器人、柔性机器人、可穿戴机器人等。
其中，仿生机器人是软体机器人领域中的一个研究热点。
这种机器人可以通过模仿生物体的形态和运动方式来实现类似生物体的运动和适应能力。
例如，一些仿生机器人可以模仿鸟类的飞行方式，实现飞行和空中悬停等动作。
另外，柔性机器人也是一种重要的软体机器人类型。
这种机器人通常由柔性的材料构成，可以通过改变自身的形状和大小来实现运动和适应。
例如，一些柔性机器人可以通过改变自身的形状来实现爬行、滚动等动作。
随着技术的不断发展，软体机器人的发展也呈现出一些新的趋势。
软体机器人的智能化程度将不断提高。
未来的软体机器人将更加智能化，可以通过感知和识别环境来实现自适应和自主决策。
软体机器人的可穿戴性和便携性将不断提高。
未来的软体机器人将更加轻便和灵活，可以适应各种不同的环境和任务。
软体机器人的制造工艺将不断改进。
未来的软体机器人将更加精细和可靠，可以通过大规模生产来实现商业化应用。
软体机器人的应用领域非常广泛，可以应用于医疗、军事、救援、服务等领域。
在医疗领域中，软体机器人可以用于手术辅助、康复训练等方面。
在军事领域中，软体机器人可以用于侦察、探测、排爆等方面。
在救援领域中，软体机器人可以用于搜救、排险等方面。
在服务领域中，软体机器人可以用于家政、餐饮、酒店等方面。
软体机器人作为机器人领域中的一种新兴技术，具有其独特的优势和特点，未来的发展前景非常广阔。
仿生机器人综述报告
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。
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科技写作学院（系）：医疗器械与食品学院年级专业：生物医学工程学生姓名：***学号： ********* 指导教师：**摘要20世纪60年代以来，随着仿生技术、控制技术和制造技术进一步发展，现代仿生学和机器人科学相结合，在机器人的结构仿生、材料仿生、功能仿生、控制仿生以及群体仿生等多个方面取得了大量可喜成果和积极进展。
然而，伴随着人类医疗诊断、探索太空、建设航天站、开发海洋、军事作战与反恐侦察等任务和需求的增加，人们对机器人的性能也提出了更高的要求，于是生物机器人应运而生。
生物机器人就是完完全全和我们人类一样，用有生命的材料构成的而不是用金属材料构成的机器人。
它们是利用自然界中的动物作为运动本体的机器人，通过把微电极植入与动物运动相关的脑核团或者方向感受区，并施加人工模拟的神经电信号，从而达到控制动物运动，利用动物特长代替人类完成人所不能和人所不敢的特殊任务。
与传统的仿生机器人相比，生物机器人在能源供给、运动灵活性、隐蔽性、机动性和适应性方面具有更明显的优势，可以广泛应用在海洋开发、探索太空、反恐侦查、危险环境搜救以及狭小空间检测等各方面。
近年来对生物运动规律和动物机器人的研究受到更多的重视。
本文主要对对国内外生物机器人的研制工作做了综述，并介绍其应用前景及对其未来发展进行了展望。
关键词：生物机器人；运动诱导；神经控制；研究现状；发展方向1.课题的研究现状自20世纪90年代开始，生物机器人的研究历史仅有短短的10年，然而这短短十年又是生物机器人研究成果丰硕的十年，各国科研人员都相继开展了动物机器人的研究工作，尤其是美国，日本等科技发达国家，它们的研究成果代表着这一领域的最高水平，国在这一领域的研究尚在起步阶段，但也已有了不俗的进展。
1.1 国外的研究现状在国外，美国、日本以及欧盟较早地开始了纳米生物机器人的研究。
纳米生物机器人的组件可以是单个的原子或分子，但利用自然界存在的、具有一定结构和功能的原子团或分子的集合分子功能器件组装纳米机器人，更加高效和现实可行，即按照分子仿生学原理，利用大量存在的天然分子功能器件设计、组装纳米生物机器人。
美国 2000年开始了国家纳米技术计划，国家卫生研究院(NIH)和国家癌症研究所(NIC)于2002年开展了DNA分子马达的研究。
NASA高级概念研究院(NIAC)和Rutgers大学在2002年提出了纳米生物机器人研究50年发展规划；2002年日本Osaka大学启动了生命科学前沿研究计划，其中包括 ATP马达的研究；欧盟2002年正式推出了研究纳米技术的第6框架计划，其中纳米生物技术的研究重点为生物分子或复合物的处理、操纵和探测。
图 1-1 昆虫机器人2007年，美国国防部高级研究计划局(DARPA)启动了昆虫—微机电系统整合计划，旨在将微机电系统植入处于变态发育阶段的昆虫体内,从而将昆虫改造成为可以远程控制的“昆虫侦察兵”(图1-1)。
其目标是造出至少能飞离控制器100m，在追踪目标5m范围内停留的半机器昆虫。
2008年，康奈尔大学和的研究人员运用昆虫变态发育早期植入技术，首次将MEMS件植入烟草天蛾的蛹体内破茧7天前，待其发育成健康的成体飞蛾后，研究人员通过植入飞蛾体内的MEMS芯片[6]对控制飞行的肌肉发放刺激信号，成功实现了飞蛾翅膀扇动及飞行方向的控制。
另外由加利福尼亚大学科学家主持的科研小组已成功把电极分别植入六月鳃角绿金龟控制飞行的神经中枢和肌肉内对神经进行刺激，负脉冲使它不断拍动翅膀飞离原地；而正刺激脉冲则使它短时间内停止飞行，通过迅速变换信号控制昆虫起落。
09年初美国加州大学伯克利分校的研究人员成功进行了对犀牛甲虫的遥控实验，并在意大利索伦托举行的“MEMS2009”学会上公开了犀牛甲虫的遥控视频。
研究人员将微型神经和肌肉刺激系统植入犀牛甲虫,在遥控状态下成功的控制了甲虫起飞、飞翔、转向和降落。
图 1-2 鲨鱼机器人美国国防部高级研究计划局 (DARPA)正在进行将各种动物变成遥控间谍的“机器生命计划”。
2006年，中国国防报报道，美国罗得岛州纽波特市美国海军海战中心(Naval Undersea Warfare Center，NUWC)在DARPA的资助下，正进行“鲨鱼特工”(图1-2)的研究计划：通过植入鲨鱼大脑的微电极对鲨鱼中枢神经系统的某些特定部位进行刺激来遥控鲨鱼的行为，将鲨鱼变成动物机器人，以远距离指挥鲨鱼秘密跟踪刺探敌方船只的运动，完成各种危险的间谍任务。
目前，美国海军水下作战中心已开发出一种目的在于通过神经植入进行动物行为控制的电子标签。
这种电子标签包含一个多通道神经记录和刺激装置，可用于遥控鲨鱼的研究，由于无线电信号不能在水下传播，科研人员计划采用声呐进行控制。
控制者从海军声波信号塔发射出定向声呐，对鲨鱼行动进行控制。
动物运动过程中除接受肌梭、腱器官等运动觉传入进行反馈性调节，还需要综合其它包括视觉、听觉和触觉等感受器的传入信息来进行调控。
常见的蟑螂和苍蝇头部的触须、老鼠和猫嘴角两侧的胡须都是它们重要的触觉感受器，决定着这些动物的运动方向。
日本东京大学Isao Shimoyama教授领导的研究团队在 1997年研制出蟑螂机器人，实现了蟑螂直线前进的人工控制(图1-3)。
首先利用轨迹球—计算机装置(图1-4)，获得了电刺激蟑螂触角传入神经进行运动诱导的合适刺激参数；然后，实验人员去除蟑螂翅膀和头上的触须，在触角(触觉感受器)处植入金属微电极，通过遥控刺激器并结合光学传感器的反馈，进行运动诱导，初步实现了控制蟑螂沿直线前进。
此后，研究人员又进一步减轻遥控刺激器的重量，基本可以实现蟑螂的左右转，前移或者后退等运动的人工控制。
图1-3 蟑螂机器人图1-4 轨迹球装置1.2 国内研究现状在国内，上海交通大学 DNA 计算机交叉团队是目前国内唯一从事纳米生物机器人研究的交叉科研团体，并提出了基于病毒的纳米生物机。
上海交通大学DNA计算机交叉团队(BDCC)纳米生物机器人小组，利用自然界广泛存在的生物分子部件及其特性，结合机器人概念和特点，首次提出了通过直接改造病毒来构造纳米生物机器人的设想，从而开展以下方面的研究：通过改造病毒基因组及对病毒表面糖蛋白进行修饰，使基于病毒的纳米生物机器人可以对病变细胞进行识别和治疗，并通过内部修饰使基于病毒的机器人有条件地进行复制繁殖；通过控制病毒周围生理环境，如PH值、温度、离子浓度等，利用病毒的门控呼吸模型机制将病毒改造为定点给药机器人系统(DDS)，杀死病变细胞；通过对病毒复制过程进行研究和描述，综合相关环境变量、条件变量和状态变量，建立纳米生物机器人的自复制模型；对病毒结构和机械特性进行分析，对基于病毒的纳米生物机器人在微流体环境下的动力学和运动学进行研究，同时进行病毒侵染宿主细胞时蛋白质构象变化的动力学研究；另外，利用生物分子部件的生物兼容性及DNA的互补装配特性，开展DNA计算机与纳米生物机器人接口的研究，目标是将BDCC研制的DNA 计算机移植到基于病毒的纳米生物机器人中，对人体细胞内生理信号进行监测，实现真正具有控制芯片的纳米生物机器人系统。
基底神经节是大脑皮层下一些神经核团的总称，是大脑皮层下的一个运动调节中枢，其主要结构是纹状体。
鸟类的纹状体高度发达，是其最高级的运动中枢。
2007年，山东科技大学完成了鸽子机器人(图1-5)的研制。
他们用计算机产生具有一定规律的电信号编码，通过植入家鸽丘脑的腹后外侧核和古纹状体内的数根微电极，施加人工干预控制指令，使家鸽在人工诱导下实现了起飞、盘旋、左转、右转、前进等特定动作。
图1-5 鸽子机器人脑干的许多核团和脑区具有重要的运动调控功能。
电刺激脑干不同区域可以诱发动物的攻击，防卫，转圈和逃跑等运动行为。
南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所作为国内较早开展动物机器人研究的单位之一。
研究人员以大壁虎为研究对象，利用自制大壁虎的脑立体定位仪系统，发现电刺激中脑可以诱导大壁虎的转向运动 (图1-6)，进一步的实验表明,通过刺激中脑内相关的核团可以实现对大壁虎转向运动的诱导。
以此为基础，近期研究人员还在通道中成功实现了大壁虎八字形运动诱导。
图 1-6 植入电极的大壁2.生物机器人的前景21世纪将是一个生物机器人迅猛发展的世纪。
生物机器人不但可以提高工人的生产效率，还可以代替人类从事乏味、劳累和危险的工作，甚至完成人类所不能胜任的工作，因而日益受到人们的重视。
随着人类探索太空、建设航天站、开发海洋、军事作战与反恐侦察等任务和需求的增加，人们对机器人的性能提出了更高的要求。
安全保卫方面的需求。
目前针对非常重要人员的安全保卫，需要对其活动的场所及其周边的各种可能通道做出检查。
其中狭小空间的检测多数选用身材瘦小的侦察员来完成。
这种方法对人员素质要求高、而且工作环境恶劣、效率低。
而生物器人体形小，速度快，可以方便地代替人类完成狭小空间（如大楼管道系统、中央空调的管道系统等）侦查任务。
传统的运动功能障碍的康复手段，都需要病人有一定程度的自主运动控制能力，因此，对那些完全瘫痪的病人是不适用的。
现在如果采用脑机接口技术，即利用人脑信号直接控制外部设备，就可以帮助神经肌肉系统瘫痪的病人实现与外界的交流（如环境控制、轮椅控制、操作计算机等）。
这种技术还可以用于控制康复机器人，帮助运动障碍患者进行康复训练。
另外，对复杂危险环境（如倒塌建筑物内）的搜救，目前广泛使用搜救狗、机器蛇和光纤软管。
与之对比，生物机器人能够在各种几何表面和更加狭小的空间实现无障碍运动，速度快，成效显著。
3.总结从国内外的研究现状可以看出，动物机器人的研究对象正不断增加：从无脊椎动物(各种昆虫，如蟑螂) 到脊椎动物，从低等脊椎动物(如软骨鱼类：白斑，角鲨)到两栖类(海龟)和爬行动物(大壁虎)，从鸟类(鸽子)到高等哺乳动物(小白鼠、大白鼠)，其研究对象几乎遍布生物进化的各个不同阶段。
同时，控制生物的方法、手段也不尽相同，并伴随不同学科、技术的融合而不断发展。
控制从有线到无线，从单纯的神经肌肉刺激诱导，到利用奖赏机制结合脑内电刺激进行的刺激诱导；以及利用黑箱原理，通过对动物在某一特定行为中相关控制中枢的神经信号提取，经分析、解码，然后用计算机模拟重构神经电信号，再通过适当接口(脑机接口)引入动物的神经系统进行的运动诱导。
动物机器人正由起初的基本可控向着更可靠、更精细的方向不断前进，并进一步深化人们对动物脑部运动等行为控制的认识，促进脑功能研究的发展。
近年来，随着神经科学、分子生物学、计算机科学、微电子技术等的迅猛发展，这些看似毫不相关的学科，已经并正在迅猛地发生着交叉融合，极大地推动了以自然为基础的生物机器人的发展。
但是这些仿生机器人跟真正的动物相比还有较大的差距，其在运动平稳性、灵活性、健壮性、环境适应性及能源利用率等方面远远落后于动物，电源容量成为限制机器人工作时间的瓶颈，且难于在短时间内获得大幅度改善。