纳米机器人-

生物机器人综述

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：朱安阳学号： 152631974 指导教师：袁敏

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

仿生机器人的研究现状及其发展方向

第36卷第6期上海师范大学学报(自然科学版)Vol.36,No.6 2007年12月 Journal of Shanghai Nor mal University(Natural Sciences)2007,Dec. 仿生机器人的研究现状及其发展方向王丽慧,周　华 (上海师范大学机械与电子工程学院,上海201418) 摘　要:随着机器人智能化技术的进步,机器人应用领域的拓展,仿生机器人的研究正在引起世界各国研究者的关注.主要对仿生机器人的国内外研究状况进行了综述并对其未来的发展趋势作了展望. 关键词:仿生机器人;研究现状;发展方向中图分类号:TP24 文献标识码:A 文章编号:100025137(2007)0620058205 人们对机器人的幻想与追求已有3000多年的历史,人类希望制造一种像人一样的机器,以便代替人类完成各种工作.1959年,第一台工业机器人在美国诞生,近几十年,各种用途的机器人相继问世,使人类的许多梦想变成了现实.随着机器人工作环境和工作任务的复杂化,要求机器人具有更高的运动灵活性和在特殊未知环境的适应性,机器人简单的轮子和履带的移动机构已不能适应多变复杂的环境要求.在仿生技术、控制技术和制造技术不断发展的今天,仿人及仿生物机器人相继被研制出来,仿生机器人已经成为机器人家族中的重要成员. 1　仿生机器人的基本概念仿生机器人就是模仿自然界中生物的外部形状、运动原理和行为方式的系统,能从事生物特点工作的机器人.仿生机器人的类型很多,主要为仿人、仿生物和生物机器人3大类.仿生机器人的主要特点:一是多为冗余自由度或超冗余自由度的机器人,机构复杂;二是其驱动方式有些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. 2　仿生机器人的国内外研究现状 2.1　水下仿生机器人水下机器人由于其所处的特殊环境,在机构设计上比陆地机器人难度大.在水下深度控制、深水压力、线路绝缘处理及防漏、驱动原理、周围模糊环境的识别等诸多方面的设计均需考虑.以往的水下机器人采用的都是鱼雷状的外形,用涡轮机驱动,具有坚硬的外壳以抵抗水压.由于传统的操纵与推进装置的体积大、重量大、效率低、噪音大和机动性差等问题一直限制了微小型无人水下探测器和自主式水下机器人的发展.鱼类在水下的行进速度很快,金枪鱼速度可达105k m/h,而人类最快的潜艇速度只有84km/h.所以鱼的综合能力是人类目前所使用的传统推进和控制装置所无法比拟的,鱼类的推进方式已成为人们研制新型高速、低噪音、机动灵活的柔体潜水器模仿的对象.仿鱼推进器效率可达到70%～收稿日期:2007209222 基金项目:上海师范大学理工科校级项目(SK200733). 作者简介:王丽慧(1972-),女,上海师范大学机械与电子工程学院副教授.

机器人参考答案1

1.1 点矢量v 为]00.3000.2000.10[T ，相对参考系作如下齐次坐标变换： A=? ??? ????? ???--1000 0.9000.1000.0000.00.3000.0866.0500.00.11000.0500.0866.0 写出变换后点矢量v 的表达式，并说明是什么性质的变换，写出旋转算子Rot 及平移算子Trans 。解：v ， =Av=????????? ???--10000.9000.1000.0000.00.3000.0866.0500.00.11000.0500.0866.0??????????? ?100.3000.2000.10=?? ???? ??????13932.1966.9 属于复合变换：旋转算子Rot （Z ，30）=???? ?? ??? ???-1000010000866.05.0005.0866.0 平移算子Trans （11.0，-3.0，9.0）=? ? ??? ???? ???-1000 0.91000.30100.11001 1.2 有一旋转变换，先绕固定坐标系Z 0 轴转45，再绕其X 0轴转30，最后绕其Y 0轴转60，试求该齐次坐标变换矩阵。解：齐次坐标变换矩阵R=Rot(Y ，60）Rot （X ，30）Rot(Z ，45） = ????? ???????-????????????-????????? ???-10 00010000707.0707.000707 .0707.010000866.05.0005.0866.00000110 00 05.00866.000100866.005.0= ????? ?? ?? ???----1000 0433.0436.0436.005.0612.0612.00750.0047.0660.0 1.3 坐标系{B}起初与固定坐标系{O}相重合，现坐标系{B}绕Z B 旋转30，然后绕旋转后的动坐标系的X B 轴旋转45，试写出该坐标系{B}的起始矩阵表达式和最后矩阵表达式。

纳米机器人

纳米机器人在测井中的应用 1959年，著名物理学家、诺贝尔将获得者Richard Feynman首次提出了按人类意愿操纵单个原子与分子的设想，预言了纳米科技的存在。自此，人们对于这种处于纳米尺度范围的具有特殊性质的物质发生了浓厚的兴趣，进而开拓了一个全新的领域，到现在，纳米科技对传统产业的实质性影响以及对未来传统产业的潜在革新似已毋庸置疑，21世纪，纳米技术必将进入一个崭新的时期。纳米技术由于纳米技术以及纳米机器人的优良特性，是的它们在测井领域拥有广阔的应用前景。下面主要介绍纳米技术和纳米机器人在测井中的应用。纳米技术 1、纳米与纳米结构爱因斯坦曾预言：“未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世界进军。”宏观领域是以人的肉眼可分辨的物体为下限，后者则是以分子原子为上限。随着认识的深入，我们发现在此宏观与微观领域之间存在着一个不同于两者的所谓介观领域的区块。这个领域包括了微米、亚微米、纳米到团簇尺寸的范围。纳米（nanometer）是一个长度单位， 1nm=10-3μm=10-9m 1纳米大约是10个氢原子排列起来的长度，通常界定1nm-100nm的体系为纳米体系。由于这个微尺度空间约等于或略大于分子的尺寸上限，恰好能体现分子之间的相互作用，因此具有这一尺度的物质粒子的许多性质均与常规前物质相异，甚至发生质变，正是这种性质特异性才引起了人们对纳米的广泛关注。纳米结构定义为以具有纳米尺度的物质单元为基础，按一定规律构筑或营造的一种新物质体系，包括一维、二维及三维的体系，或至少有一维的尺寸处在1nm-100nm之间的结构。这类物质单元包括纳米微粒、稳定的团簇或人造原子（artfical atom）、纳米管、纳米棒、纳米丝以及纳米尺寸的孔洞。通过人工或自组装，这类纳米尺寸的物质单元课组装或排列成维数不同的体系，它们是构筑纳米世界中块体、薄膜、多层膜等材料的基础构件。 2、纳米技术与纳米材料

生物生产机器人考试资料

生物生产机器人去年试题（回忆版） 1.写出系统分析的8个步骤（见教材） [1]Define a system and its objective. [2]Identify the descriptors of the system. [3]Establish the relationships among the descriptors. [4]Designate system performance indicators. [5]Develop a model to represent the system. [6]Verify and validate the model [7]Perform simulation with the model [8]Draw conclusions about the system 2.自由度和工作空间的计算（和平时作业类似） First we need to calculate the operational space from top view and side view,then multiply them finally we got the operational space.Also the normalized volume index V n can be computed by V n=V/(4πL3/3) 3.模糊控制的相关计算（与kondo教授资料上第58页题目类似） 4.从5种机械手中取3种举例说明（见kondo资料上4-5页） 5.表示颜色的几种方法（见kondo资料13-15页） Munsell Renotation: Chromaticity: L*a*b*: HSI(Hue,Saturation,Intensity): 6.偏振光相关题目（稻田反射阳光和人站的位置的那道题，见kondo资料22页左上） 7.根据所给图表简述不同物质的光学性质（见kondo资料24页中间的图） 8.用镜头捕获对象位置的计算（与作业类似，见kondo资料26页、43页）题型以简答和计算为主，其他还有什么不记得了… 复习建议：以kondo教授资料为主，教材上看一下讲过的部分，重点单词要会写，可以结合精品课程网站上的资料复习考试建议：尽量用英文作答；题目要能看懂；考试时间可能有点紧，需注意 By HY 祝好运

新型四足机器人步态仿真与实现

M ac hine B uilding A uto mation,Jun 2008,37(3):21～23,33 作者简介:马东兴(1982—　),男,江苏省丹阳市人,在读硕士研究生,主要从事虚拟样机和四足机器人技术研究。新型四足机器人步态仿真与实现马东兴,王延华,岳林 (南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016) 摘　要:研究一种背部带关节的新型四足机器人,通过三维建模软件Pr o /E 和机械系统动力学仿真分析软件ADAMS 建立了四足机器人虚拟样机,规划了四足机器人的步态,并且利用AD 2AM S 仿真软件对该四足机器人进行了步态仿真,同时利用单个AT89C52单片机成功实现对四足机器人5个舵机的独立控制以及舵机的速度控制。仿真与实验结果表明四足机器人能够根据设计步态实现直线行走。关键词:四足机器人;步态仿真;舵机;单片机中图分类号:TP24 文献标识码:A 文章编号:167125276(2008)0320021203 Ga it S i m ul a ti on and I m plem en t a ti on of a New Quadruped Robot MA Dong 2xing,WANG Yan 2hua,Y UE L in (Co ll ege o f M echan i ca l and E l ec tri ca l Eng i nee ri ng,N a n ji ng U n i ve rs ity o f Ae r o na u ti c s & A s tr o na u ti c s,N a n ji ng 210016,C h i na ) Abstract:A new qua drup e d r obo t w ith w a ist 2j o i nt is d iscu sse d i n this p ap e r .The virtua l p r o t o type o f quad rup ed r obo t is c re a te d by P r o /E a nd ADAM S a nd the ga it o f the r obo t is p l a nne d.The ga it s i m ul a ti o n of the qua drupe d r o bo t is do ne by ADAM S virtua lp r o t o ty 2p i ng so ft w a re.M e a nw hil e ,w e succe s sfull y con tr o l fi ve rudde r se rvo s by a s i ngl e AT89C52SCM a nd a lso rea li ze the ve l o c ity co ntr o l of the rudde r se rvo.The s i m ul a ti o n a nd e xp e ri m e nta l re sults show tha t the qua drup e d r o t w ith w a is t 2j o i n t ca n w a l k s tra i ght s te a dil y thr ough the de s i gned ga it . Key words:qua drup e d r obo t;ga it s i m ul a ti o n;rudde r se rvo;SCM 0　引言与轮式机器人或履带式机器人相比,由于足式机器人的立足点是离散的点,可以在可能到达的地面上选择最优的支撑点,足式机器人对崎岖路面也具有很好的适应能力,因此足式机器人受到各国研究人员的普遍重视,目前已成功开发了多款足式机器人。例如日本东京工业大学研发的TI T AN 2V III [1] 机器人,每个腿具有3个自由度,其中大腿关节具有前后转动和上下转动2个自由度,膝关节具有1个上下转动自由度。采用新型的电机驱动和绳传动。上海交通大学马培荪等人研制的JT UWM 2III 四足机器人[2, 3] ,腿为开链式关节型结构,膝关节为一纵摇自由度,髋关节为纵摇和横摇2个自由度。每一腿有3个自由度,共12个自由度。机体重心较高,与哺乳类动物相似,适应于动态行走。华中科技大学研发的“4+2”多足步行机器人[4, 5] ,其腿部件由髖关节、大腿关节、小腿关节和踝关节四部分组成,大、小腿关节之间由线轮传动,每一腿有 3个自由度。但是先前研制的机器人的本体大多是一个刚性整体,没有考虑机器人的背部关节。因此,在分析卡内基梅隆大学(Carnegie Mell on Uni 2 versity )研制的RGR 仿壁虎机器人[628] ,以及韩国庆北大学(Kyungpook Nati onal University )设计的E L I RO 2II 四足步行机器人的基础上[9, 10] ,研究了一种新型四足机器人。该机器人与传统的足式机器人相比,其机器人本体不再是一个单一的刚性整体,而是在本体上用一个主动关节将机器人的本体分为前后两个部分,通过背部主动关节的运动来实现四足机器人的直线行走。通过机械系统动力学仿真分析软件(aut omatic dynam ic analysis of mechanical sys 2te m s,ADAMS )对该四足机器人虚拟样机进行步态仿真,同时利用单个AT89C52单片机成功实现对四足机器人5个舵机的独立控制以及舵机的速度变化,四足机器人的直线行走平均速度达到12.14mm /s 。 1　四足机器人虚拟样机 1.1　四足机器人结构传统的四足机器人每个腿有2个或3个自由度,本文研究的四足机器人结构简单,每个腿只有1个自由度,但是在机器人背部增加了1个自由度。四足机器人的结构如图1所示。该四足机器人有5个主动关节(图中关节1至关节5)和1个被动关节(6点),各关节的运动方向如图1所示。主动关节由舵机驱动。z 轴正方向为四足机器人前进方向。关节1至关节4四个主动关节可以使各腿在xoy 平面上下摆动。关节5可以使前后本体在xoz 平面转动。 1.2　四足机器人接触力当足与地面之间发生接触时,这两个物体就在接触的 ? 12?

(完整版)机器人参考答案

0.1 简述工业机器人的定义，说明机器人的主要特征。答：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具、或专用装置，通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。 1.机器人的动作结构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。 2.机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变。 3.机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。 4.机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。 0.2工业机器人与数控机床有什么区别？答：1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链； 2.工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统； 3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。 4.机器人灵活性好，数控机床灵活性差。 0.5简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。答：自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪（末端执行器）的开合自由度。重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复到达某一确定位置准确的概率，是重复同一位置的范围，可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。工作速度一般指最大工作速度，可以是指自由度上最大的稳定速度，也可以定义为手臂末端最大的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。 0.6什么叫冗余自由度机器人？答：从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。 3.1 何谓轨迹规划？简述轨迹规划的方法并说明其特点。答：机器人的轨迹泛指工业机器人在运动过程中的运动轨迹，即运动点位移，速度和加速度。轨迹的生成一般是先给定轨迹上的若干个点，将其经运动学反解映射到关节空间，对关节空间中的相应点建立运动方程，然后按这些运动方程对关节进行插值，从而实现作业空间的运动要求，这一过程通常称为轨迹规划。（1）示教—再现运动。这种运动由人手把手示教机器人，定时记录各关节变量，得到沿路径运动时各关节的位移时间函数q(t)；再现时，按内存中记录的各点的值产生序列动作。（2）关节空间运动。这种运动直接在关节空间里进行。由于动力学参数及其极限值直接在关节空间里描述，所以用这种方式求最短时间运动很方便。

统编版语文四下-7 纳米技术就在我们身边课后作业

7纳米技术就在我们身边课后作业基础积累大巩固一、熟读课文，用“√”画出文中加点字的正确读音。 1.如果把直径为1纳米的小球放到乒乓（pīnɡ pānɡ pīn pānɡ）球上，相当于把乒乓球放在地球上。 2.癌症很可怕，但如果在只有几个癌细胞的时候就能够发现的话，死亡率（lǜ lù）会大大降低。 3.未来的纳米机器人，甚至可以通过血管直达病灶（zhào zào），杀死癌细胞。二、辨字组词。臭（）证（）杀（）灶（）皂（）症（）希（）肚（）箱（）康（）胞（）防（）霜（）尿（）抱（）访（）三、按要求写句子。 1.纳米技术将给人类的生活带来深刻的变化。（缩句） 2.不仅．．肉眼根本看不见，就是．．普通的光学显微镜也无能为力。（仿写句子）不仅，就是。阅读能力大提升四、重点段落品析。纳米技术可以让人们更健康。癌症很可怕，但如果在只有几个癌细胞的时候就能发现的话，死亡率会大大降低。利用极其灵敏的纳米检测技术，可以实现疾病的早期检测与预防。未来的纳米机器人，甚至可以通过血管直达病灶，杀死癌细胞。生病的时候，需要吃药。现在吃一次药最多管一两天，未来的纳米缓释技术，能够让药物效力缓缓地释放出来，服一次药可以管一周，甚至一个月。 1. 本片段是围绕（）这句话写的，全文是（）结构。 2. 本段介绍了（）技术，可以实现疾病的早期（）和（）；还介绍了（）技术，能够让药物效力缓缓地（）出来，服一次药可以管（），甚至（）。 3.“未来的纳米机器人，甚至．．可以通过血管直达病灶，杀死癌细胞。”用上加点的词语写句子。甚至

思维创新大拓展五、如果让你利用纳米技术，你会把它运用到生活的哪些地方？发挥想象说一说。参考答案：一、 1.乒乓(pīnɡ pānɡ) 2.率(lǜ) 3.灶(zào) 二、臭（臭味）证（证据）杀（杀死）灶（灶台）皂（肥皂）症（病症）希（希望）肚（肚皮）箱（箱子）康（健康）胞（细胞）防（防止）霜（白霜）尿（尿液）抱（抱住）访（访问）三、1.纳米技术带来变化。 2.如此浩大的工程，不仅在中国，就是在世界上也是绝无仅有的。四、1.纳米技术可以让人们更健康。总分。 2.纳米检测检查预防纳米缓释释放一周一个月 3.一看见班主任进来,全班同学都停止了说话,甚至连最调皮的张明也低下了头,看起书来。五、用“碳纳米管材料”制成的自行车，重量只有几公斤，便于携带。

项目简介及立项背景

一项目简介及立项背景目前仿生壁虎机器人技术的研究主要分为细分技术的研究与移动技术的研究，吸附技术研究主要是仿生生物的灵巧移动方式。传统爬壁机器人的吸附结构主要采用磁力吸附、真空吸附、静电吸附和化学粘附四种方式。大多数爬壁机器人的吸附结构主要是采用磁力吸附、真空吸附、静电吸附和化学粘附四种方式。大多数爬壁机器人的足部都是通过使用吸盘、磁体或者粘性物质设计而成的。这四种方式都存在各自的缺陷：磁力吸附要求壁面必须是磁体材料；真空吸附在壁面凹凸不平和多孔状况下吸附能力下降很快而且不能应用于真空环境；静电吸附要求被接触表面具有具有导电特性，由于静电力十分小，汪汪不能提供足够的粘附力；化学粘附时年较容易挥发、固化，使得粘胶迅速被消化而影响粘附。所有这些年付方式都无法适用于于布满灰尘且崎岖不平的表面。传统爬壁机器人功能主要是吸盘式、车轮式和履带式。吸盘式能跨越很小的障碍，但移动速度比较慢；车轮式移动速度快、控制灵活，但维持一定的吸附能力比较困难；履带式对壁面的适应性强，着地面积大，但不容易转弯。而这三种方式的跨越障碍能力都很弱。传统爬壁机器人的驱动方式主要有汽缸驱动和电动机驱动两种方式。汽缸和电机不仅质量大，增加机器人本身的重量，而且效率低，能耗非常大。由于传统爬壁机器人在运动稳定性、灵活性、可靠性、简约的控制系统方面还存在着难于在短期内突破的技术瓶颈，因此对生物运动规律和生物及其人得研究近年来受到更多的重视。目前，美国、日本等发达国家都在开展仿生壁虎机器人方面的研究，美国处于领先的位置，但仍在初步阶段。我国也开展这方面的研究，其中在壁面清洗方面处于领先位置。目前仿生庇护机器人技术的研究主要分为吸附技术的研究与移动技术的研究，吸附技术研究主要是围绕研制仿生壁虎脚掌的吸附材料展开，移动技术则主要是模仿生物的灵巧移动方式。我们认为壁虎机器人的发展有如下趋势：1.吸附方式将越来越多地采用干性粘合剂。2.向微小化发展。3.移动方式用腿足式。4.生物壁虎机器人。爬壁机器人在民用、军事、航天上具有广泛的用途，因而越来越瘦到人们的重视。在民用领域，爬壁机器人被用来清洗大厦外壁墙面和玻璃、监测舰船船体、监测核密封灌等；在军事反恐领域，爬壁机器人可用来进行侦察窃听、研制蛙人等；在航天领域，爬行机器人可用来进行舱外维修等。但传统爬壁几批人的吸附原理和移动机理与真实壁虎毫无关系，其缺点限制了应用环境和工作范围，而壁虎的吸附原理和移动方式为传统爬壁机器人的限制提供了新的思路，因而成了一个新的研究方向。本项目主要研究可以攀爬竖直墙壁的仿生壁虎，大气压强的原理，通过控制吸盘内部压强来控制四足的吸附与离开，利用注射器作为转换装置，将机电动力转换为大气压的动力，从而达到使仿生壁虎吸附攀爬的目的。二实施方案 1 本仿生壁虎主要构造为主体和四足，四足安放吸盘并通过导气管与注射器连接，四个注射器通过四个传动杆与主体安放的齿轮相连接，齿轮由一个电机带动，控制四足的吸附，四肢与主体连接处的关节部分纺织两个齿轮，齿轮上放置传动杆，由两个电机带动，其中一个齿轮可前后方向转动使壁虎前进和后退。 2 此仿生壁虎的四肢分别安放吸盘，吸盘通过导气管与注射器连接，为达到密封的效果，需要的是吸盘四周材料尽量柔软，并且吸盘材料密度尽量减小，以便于减轻仿生壁虎的重量。 3 仿生壁虎的齿轮上分别安放传动杆，其中主体部位的齿轮上均布四个传动杆，是四只可以水平方向上和竖直方向上运动。 4 为减轻此仿生壁虎的重量，全部材料应该尽量使用密度小强度高的材料。三主要创新点 1 利用大气压原理，并巧妙利用注射器控制吸盘内部压强以达到控制壁虎四足吸附和离开的母的。

《智能机器人》阅读练习及答案

阅读下面的文字，完成下列小题。智能机器人材料一:家用机器人圆盘，一个全身布满传感器的机器“保姆”，能自动识别家居环境和计算行走路径，地板上的灰尘、毛发、碎屑，抑或平时难以打扫的角落和家具底部，都能搞定。当完成清扫任务时，小家伙还能自动返回充电插座给自己充电。这一幕，自2012年以来，已经在国内10万个家庭悄悄上演。全球销量最大的家用机器人公司iRobot公司的机器“保姆”事实上已经对大城市中的家政市场产生了轻微的撬动。随着城市生活节奏的加快和老龄化社会的到来，越来越多的消费者愿意购买更先进的产品来节省时间，减少劳动和享受生活。据国际机器人联合会的统计，2012年全球家用机器人销量超过600万台。他们研判，家用机器人市场2015年将达到150亿美元。随着智能机器人技术在智能家电、人际交互的网络服务以及医疗设备和信息产业中的普及，家用机器人有望成为继电脑、手机之后，大批量进入家庭的消费类电子产品。材料二：“恐慌”：机器人要偷走我们的工作（1）亚马逊无人机替代快递电商行业的高速发展同时也让快递行业兴起，不过亚马逊已经计划使用无人机来代替送货员了。在未来，亚马逊能够在30分钟内实现约16千米的送货范围，随着技术的进步这一数据还有可能变得更

高，显然从一定程度上能够加快物流效率。（2）机器人保姆机器人有望在未来成为保姆，实现幼儿监护、照顾老人等应用。目前，已经有类似“Russell”这样的机器人可以被应用于儿童自闭症辅助治疗中，一些发达国家也在积极研究机器人在养老领域的可行性。（3）机器人宇航员美国宇航局近日表示，Robonaut机器人已经可以代替人类宇航员完成大部分太空作业。显然，在看过《地心引力》之后，很多人都会认为宇航员这种高危职业由机器人代替是再好不过了。（4）软件可以批改作业由麻省理工学院和哈佛大学创建的EdX，是一个致力于提供免费在线课程的系统，同时还提供了论文自动评级服务，让老师们不必再为阅卷烦恼。（5）记者也有可能下岗 Narrative Science是一款自动叙事软件，只要输入故事的大概，就可以根据原始数据丰满文章。显然，如果有一天此类软件能够集成更强大的人工智能技术，可能就会写成更精彩的文章，编辑和记者就可以下岗了。材料三：困惑：智能替代，人工何去何从？麻省理工学院经济学家大卫·奥特尔认为，无论人工智能、机器人以及数字化如何革新，在灵活的工作性面前，机器人始终做不到同

生物生产机器人

生物生产机器人机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。生物生产是指以植物和动物等生物为加工对象的生产活动。在生物生产领域有很多种无人操作的机械系统，例如无人驾驶拖拉机、联合收割机、移植机以及自动推进器等都正在发展，它们通过联合传感系统自行在田间行走。在植物工厂，许多种植、间苗、施肥、收获及包装等过程都发展成为无人操作的自动化机械系统；许多谷物干燥机、水稻磨粉机和剥壳去皮机也都已能完全自动地执行整个任务过程并达到一定的智能化水平。为什么生物生产机器人是必需的呢？理由如下：（1）虽然已有很多农业作业实现了机械化，但仍然存在不少危险、费力又单调乏味的作业，不适合人力去完成却又需要一定的人类智能才能实现；（2）许多国家农业劳动人口的可利用率正以令人担忧的速度下降，从当前趋势来看，相比于其它许多产业，农业对年轻一代的吸引力较小，这表明在不远的将来，农业人力资源的供应量将会继续下降。生物生产机器人的发展，尤其是具有专业知识的那一类型的生物生产机器人的发展，将能满足保存某些农业专业技能的需要；(3)如果生产要继续，那么劳力缺乏问题必将导致劳动力价格的上涨；（4）市场对产品质量的要求已成为生物生产的一个重要因素，而产品质量的评估主要是靠人来判断的，虽然人的感觉和判断能力还未完全被机器所替代，但人的判断的稳定性和一致性是不可靠的，为此人们花费了相当大的精力来解决机器的感知能力问题，这也是生物生产机器人的一项重要特征。生物生产机器人需要处理处于生长状态的生物体。处于生长状态的植物和动物的属性是动态变化的，生物生产机器人常需适应作业对象的个别变化特性。要使生物生产机器人适合生物体的特征，生物生产机器人的组成和性能就可能不同与工业机器人。首先，生物体的属性是各种各样且多变的，因而生物生产机器人在处理生物体时必须是灵活的、多功能的，在大多数情况下，当末端执行器与生物体相接触时柔性处理是必要的。第二，在识别周围环境时常希望机器人具有一定程度的智能。第三，机器人常要在非结构化的、苛刻的和变化的环境下作业。第四，除了那些传统机器人所具备的安全装置之外，当生物生产机器人与操作人员一起作业时可能还需要一些特殊的安全装置。最后，为使机器人能获得潜在的使用者的认可，它的操作界面必须简单，且货币投资要有成本效益。

《纳米机器人》阅读答案

《纳米机器人》阅读答案 ①纳米技术是指在纳来尺度的微小空间进行加工制作的技术。当这种技术与仿生学结合在一起时，会出现怎样的情况呢？ ②仿生学是根据生物学原理而进行的，它是生物物理学的一个重要分支。物理学家总是模仿生物的行为制造各种灵巧的机器，飞机是模仿鸟类飞行的产物，照相机是眼睛的仿制品，智能机器人更是当前科学家热衷发展的技术。 ③当纳米技术朝仿生学渗透时，其基本内容就是研制微型机器人，制造一些仅有数千个原子组成的机器，使它们可以在细胞水平的微小空间内开展工作。 ④瑞典已经开始制造微型医用机器人。据报道，这种机器人由多层聚合物和黄金制成，外形类似人的手臂，其肘部和腕部很灵活，有2到4个手指，实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段。科学家希望这种微型医用机器人能在血液、尿液和细胞介质中工作，捕捉和移动单个细胞，成为微型手术器械。 ⑤微型机器人的设计是基于分子水平的生物学原理。事实上，细胞本身就是一个活生生的纳米机器，细胞中的每一个酶分子也就是一个个活生生的纳米机器人。 ⑥蛋白分子构象的变化使酶分子中不同结构域的动作就像微型人在移动和重新安排有关分子的原子排列顺序。细胞中的很多结构单元都是执行某种功能的微型机器：核糖体是按照基因密码的指令安排氨基酸顺序制造蛋白质分子的加工器；高尔基体是给新制造的蛋白质

进行修饰的加工厂；加工好的蛋白质可以按照信号肽的指令由膜襄泡运送到确定的部位发挥功能；完成了功能使命的蛋白质还会被贴上标签，送去水解成氨基酸以备再用。细胞的生命过程就是一批又一批的功能相关的蛋白质组群不断替换、更新行使功能的过程，这些生命过程所需的一切能量太阳。植物叶子中的叶绿体是把太阳能转化成化学能从而制造粮食的加工厂；线粒体是把粮食中储存的太阳能释放出来从而制造能量货币ATP的车间；我们每人每天都要消耗大约相当于自身体重那么多的ATP分子，以支持我们的生命活动和繁忙的工作。细胞中发生的所有这一切都是按照DNA分子中的基因密码序列指令井然有序地进行的。 ⑦纳来技术与仿生学的结合可以使生物物理学家仿照生命过程的各个环节制造出各种各样的微型机器人。可以预料，直接利用太阳能制造食物的机器很可能将在21世纪出现；利用纳来技术可以制造在血管中游走的机器人，以便专门清除血管壁上沉积物，减少心血管疾病的发病率；利用纳米技术还可以制造能进入组织间隙专门清除癌细胞的机器人，所有这些都已不再是天方夜潭。 1、解释下列词语。（1）井然有序：（2）天方夜潭： 2、根据文意，请给纳米技术和仿生学下一个概念。（1）纳米技术：（2）仿生学：

部编版小学语文四年级下册7《纳米技术就在我们身边》课堂作业试题(有答案)

人教部编版四年级语文下册同步练习 7纳米技术就在我们身边一、看拼音写词语。 nà mǐ yōng yǒu bīng xiāng shū cài yǐn xíng 二、给下面加点字选择正确的读音，打“√”。 1.冰箱里面用到一种纳米涂层，具有杀．（sā shā）菌和除臭．（còu chòu）功能。 2.癌症很可怕，但如果在只有几个癌．（āi ái）细胞的时候就能够发现的话，死亡率．（l ǜshuài）会大大降．(jiàng xiáng)低。三、比一比，再组词。隐（）需（）胞（）健（）防（）稳（）耍（）抱（）键（）仿（）四、写出下列句中加点词语的反义词。 1.肉眼根本看不见纳米，就是普通．．的光学显微镜也无能为力。（） 2.这种小小的物质拥有许多新奇．．的特性。（） 3.纳米技术可以让人们更加健康．．。（）五、查字典填空。 “疾”用音序查字法先查_______,再查音节_____；用部首查字法先查_______，再查______画。“疾”在字典里的解释有：①疾病；②痛苦；③痛恨；④急速猛烈。给下面加点字选择正确的解释，填序号。群马疾．驰（）疾．恶如仇（）积劳成疾．（）大众疾．苦（）六、在括号里填上合适的关联词。因为……所以……不但……而且……如果……那么……不仅……也…… 1.（）说20世纪是微米的世纪，（）21世纪必将是纳米的世纪。 2. 最先进的隐形战机，（）能够把探测雷达波吸收掉，（）雷达根本看不见它。 3. 纳米技术的研究对象，（）肉眼根本看不见，就是普通的光学显微镜（）无能为力。 4.有一种叫作“碳纳米管”的神奇材料，（）比钢铁结实百倍，（）非常轻。七、按要求写句子。 1. 纳米技术是20世纪90年代兴起的高新技术。（缩句）

浙江大学生物系统工程-生物生产机器人-复习整理

Definition of a bio-production robot Bio-production robot is a machine system, with or without a manipulator, is able to work in some area people cannot reach and bear or operate some task more efficiency than human. It has its own control algorithm and sensing system to manage a human intelligence. Why necessary? 1. Some task are not suitable to human but require human intelligence to perform. 2. The availability of farming labor is decreasing quickly in recent years. 3. Labor shortage result in the increasing of workforce cost, making a increasing of this robot demanding. 4. The demanding of product quality and quantity has become an important factor in bio-production and economic. Main physical properties of biological objects Basic physical properties are shape, size, mass, density, surface texture; Dynamic properties are cutting resistance, frictional resistance, elasticity and viscostiry; Optical properties are reflectance and transmittance; Sonic properties are vibration property and wave propagation; Electrical properties are electrical resistance, capacitance and static electrical property. Features of bio-production robot 1. Needs to be flexible and versatile in handling objects. 2. Has the intelligence to recognize the surrounding of the objects. 3. Able to work in a changeable, unstructured environments. 4. Safety assurance is available when working with human in tandem. 5. Easy to operate by human and cost effective in its monetary investment. Difference between bio-production robot and industrial robot. Industrial robot is good at handling objects with regular and static properties, but bio-production robot is often required to manipulate object of various properties.

仿生壁虎

机械训练—仿生壁虎2013/4/12

仿生壁虎随着科技的发展，日异月新。如今机器人逐渐代替手工进入了人们的生活。机器人还可以代替人类从事乏味、劳累和危险的工作, 甚至完成人类不能胜任的工作。今天我们的课题就是通过观察壁虎的习性，制作一个仿生壁虎机器人，利用它的特点形态小，可以穿梭于复杂地形等特点。可以被人们用来从事一些人类难以到达的地方进行工作。比如进行地震后救灾探索，复杂古墓的侦查等工作。目前仿生壁虎机器人技术的研究主要分为细分技术研究与移动技术的研究，吸附技术研究主要是仿生生物的灵巧移动方式。传统爬壁机器人的吸附结构主要采用磁力吸附、人的吸附结构主要是采用磁力吸附、真空吸附、静电吸附和化学粘附四种方式。大多数爬壁机器人的足部都是通过使用吸盘、磁体或者粘性物质设计而成的。这四种方式都存在各自的缺陷：磁力吸附要求壁面必须是磁体材料；真空吸附在壁面凹凸不平和多孔状况下吸附能力下降很快而且不能应用于真空环境；静电吸附要求被接触表面具有导电特性，由于静电力十分小，往往不能提供足够的粘附力；化学粘附时年较容易挥发、固化，使得粘胶迅速被消化而影响粘附。所有这些方式都无法适用于于布满灰尘且崎岖不平的表面。传统爬壁机器人功能主要是吸盘式、车轮式

和履带式。吸盘式能跨越很小的障碍，但移动速度比较慢；车轮式移动速度快、控制灵活，但维持一定的吸附能力比较困难；履带式对壁面的适应性强，着地面积大，但不容易转弯。而这三种方式的跨越障碍能力都很弱。传统爬壁机器人的驱动方式主要有汽缸驱动和电动机驱动两种方式。汽缸和电机不仅质量大，增加机器人本身的重量，而且效率低，能耗非常大。由于传统爬壁机器人在运动稳定性、灵活性、可靠性、简约的控制系统方面还存在着难于在短期内突破的技术瓶颈，因此对生物运动规律和生物及其人得研究近年来受到更多的重视。我们此次研究将站在巨人的肩膀人，进行宏观的思考，对仿生壁虎的整体，原理、传动机构进行设计与创新。。 1.原理：第一，壁虎脚趾包含很多学问，堪称一种干性黏合剂。壁虎脚趾上有数百个拍状突起，称为皮瓣，每个皮瓣上都生有数百万刚毛，比人的头发要细10倍。在显微镜下面，能看到每一个刚毛末端又分成数百个直径只有几百纳米的更细的铲状丝，称为铲状匙突，能和攀爬物表面的分子发生引力作用。壁虎脚趾上细丝和墙壁分子引力之间的这种相互作用称为范德华力，这种引力能使它在玻璃上仅用一个脚趾就支撑起全部身体重量。卡特科斯基说，这种“黏合剂”还是单向的，只有向一个方向拉时，才能黏紧，而