仿生机器人论文

仿生机器人探秘

经过数十亿年的进化和自然选择，自然界的生物为人类的创新提供了天然的宝库，令人不得不惊叹大自然的鬼斧神工，感受到生命进化演变的魅力。

几千年来，人类从大自然的杰作里获得了取之不竭的灵感：鸽子滑翔在半空，工程师由此发明了木质自动平衡飞行器；看见黄蜂筑巢，四大发明之一的造纸术由此诞生；因模仿生物的结构和形态而获得优良性能的建筑和艺术品更是数不胜数。机器人未问世之前，人们除研究制造自动偶人外，对机械动物非常感兴趣，如传说诸葛亮制造木牛流马，现代计算机先驱巴贝吉设计的鸡与羊玩具，法国著名工程师鲍堪松制造的凫水的铁鸭子等，都非常有名。

如今的仿生学，不仅仅局限于传统机械、化学、建筑学等，而融入了很多现代元素，是一门生命科学、物质科学、数学与力学、信息科学、工程技术以及系统科学等学科的交叉学科。在过去的几十年，随着人类科学技术的高速发展，机器人专家借鉴了更多来自数学、力学、电子和计算机科学的知识。一方面,这种方法无疑整合了技术的基础学科使生产非常成功的产品成为可能,特别是在工业机器人领域。另一方面,它能够用来更好地认识机器和动物的差距，努力去缩小这种差距，使得机器人更加“人类化”。

仿生形态

文章首先介绍了仿生形态。一是对动物本身的生物形态和动作表现的运用，如娱乐产业的动画。二是运用了其与人类的交互功能：老人和孩子接受和喜爱仿生动物陪伴，它们不仅外形像宠物，有的还能够感知和应对人类情感，甚至能够生动地表达自己的情绪。这些人性化的机器人可以使面部表情,具有眼睛的眨动,头的摇晃,身体动作和姿势。它们用手臂和手，依靠在它们的衣服和皮肤上灵敏的触摸传感器，对可变压力做出反应，达成响应。

另一个活跃的研究领域是能够发挥重要作用的变形，科学家们在尝试使机器人可以根据内部或外部环境，动态重新配置他们的形态。生物的灵感来源于生物体,失去了附件还可以再生,像蜥蜴的尾巴,或从在发展阶段过渡,如形态形成两栖类的变化。感觉这个研究会用到一些拓扑学和流形的知识，令我非常感兴趣。

仿生传感器

仿生视觉传感器在机器人的运用范围非常广泛，从非常简单的光敏装置,它主要用于实现趋光性,到复杂的、承担更多的认知任务像物体识别双目设备。文章中以苍蝇和沙漠蚂蚁的眼睛给科学家带来的灵感。仿生学已被广泛应用到社会生产、生活的各个方面，仿生学的相关设计开始占据举足轻重的地位。

人们经常说,在所有的五种感官,触摸是最难以复制的机械形式。那些躲避灵敏的昆虫有着自己感知外界变化的方法，如蟑螂的触角、老鼠的胡须。通过触觉，机器人还可以进入人体来帮助医生搜寻癌细胞……

在这些仿生作品中最让我印象深刻的是那只用晶体管作为压力传感器的机器手。这个技术可以用作制造能感知压力和温度的人造皮肤，这是仿生学向前迈进的一大步，机器终于也有了人类的感知，并能对此作出反应和交互。在医学上，这个发明也造福了社会，残障患者不再是被移植上冰冷的假肢，迄今为止假肢已经能接收到大脑发送给缺失的手的信号,并把它们转变成运动,能够让患者可以控制，并产生非常逼真的感觉。但是另一方面让人想想也毛骨悚然：机器人和真人越来越接近，克隆人究竟离我们还有多远呢？科技技术的发展一旦超出了我们的可控范，其发展有可能带来不可逆转的伤害。

在仿生动物的嗅觉、味觉上，科学家们也汲取着大自然的精妙。仿生学思想是建立在自然进化和共同进化基础上的，人类所从事的技术就是为使其达到互相间的协调，而模拟生物适应环境的功能无疑是一个好途径。比如发明了能够找到矿山、油田的机器人、能够鉴定酒的品质、食物的健康的机器人，成为了人类的好帮手。

仿生制动器

文章中还介绍了几种仿生制动器，能够解决不少人类的难题，让我更加体会到仿生学的美妙，极大地开阔了我的思路。

在倒塌的建筑或者管道中，能够行走自如的是蛇，于是蛇形机器人就可以承担探索、检验的任务，包括灾后救援工作，任何一个人都无法像那样有效地完成这项任务。模仿蠕虫的爬动制造了检查疾病的机器人，和深海项目的辅助机器人。通

过仿效自然法则，模拟感官接收、传递、运作的方法与机制，可以为人类带来许多福祉。未来仿生科技结合纳米材料及生物技术，可以制造人工视网膜、人工味蕾、人工神经传导系统等更复杂的人工感官系统，必会对人类的生活提供更多的帮助。

这些实例让我想到，在我们以后思考问题的过程中，要虚心借鉴自然的真实案例，留心观察周围的生活，从中发现和思考。若谈游泳，自然是鱼儿更自如；要说奔跑，想必是猎豹更迅速；说到探路，蝙蝠恐怕才是始祖。俗话说“三人行必有我师”，大自然的万物都可以是我们的老师，问题想不通的时候可以换个角度去思考，更加走近大自然。

在这篇科学文章中，还讲了仿生驱动、仿生控制架构、能量自治等方面，由于时间关系来不及一一拜读。我将用接下来的时间细细品读，带着我的兴趣和求知欲，尽情潜游在仿生科学的蓝色海洋里。