仿生机器人的发展与应用研究

炎 波 Ｉ ： 倾 动 力 公 司 研 制
Ｐ ｅ ｌ ｎ ｌ ａ ｔ Ｉ 。其 址荚 仿 人机 器人 中 的佼佼 ， ｌ Ｉ Ｊ ‘ 像 人 － 样
ｌ Ｊ ｕ 处 浦 动 ，以能 是 为荚 军 寅验 防护 服 装 ， 饥 人 小 Ｉ 州的 址 ，１ ） ｅ ｌ ｎ ｔ ｉ ｌ ｌ 无需 外 部 支 持 ｌ 、 ｊ 之 况下 就 能
分 支 ，是 众 多专家 和学 者 的研 究热 点 。科学 家们 从 ［ Ｉ 然界 巾各种 生 物身 上获 得灵 感 ，创造 Ⅲ众 多高性 能 的仿 生机 器
项 目资助：本 文为辽 宁省教 改资助 项 目，自动化专业应用 转型建 设研究与 实践 ，项 目 编号２ ０ １ ６ ３ ３ ３ ；大连海洋大学教 改项 目，控 制类课
生机 器人 的研 究现状 ，并对 其未 来发展 进 行 了展 望 。
关键 词 ：机 器人 ，仿生学 ，空间 ，应用研究
０ 引言
人 。下 面就 陆地 、空 中 、水 下 ３ 个方 面 对 闻内外 仿生 机 器 人 的研究 现状 进行 简单 的介绍 。
仿生 学在机 器人科 学领 域 的应用 ，推 动 了机 器人 的适 应能 力 向非结 构 化 、未知 的环 境方 向发展 。 当代机 器人 的 研 究 领域 已经 从 结构 环境 下 的定点 作 业 中走 ｝ ｛ Ｉ 来 ，向航 天
技术应用 ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
仿 生 机 器 人 的发 展 与 应 用 研 究
◆ 崔新忠 常诚 缪新颖 （ 大连海洋大学信息工程学院，大连，ｌ １ ６ ０ ２ ３ ）
摘 要
随 着机 器人 技 术 的迅速 发展 和仿 生学 的不断 成 熟 ，仿 生机 器人 的研 究受到 越 来越 多 学者 的普遍 关注。 本 文按照 仿 生 机 器 人在 空 间工 作 环境 的 不 同，从 陆地 仿 生机 器人 、 空 中仿 生机 器 人和 水 下仿 生机 器 人 ３个 方面 分 别介 绍 了国 内外仿
门边缘 学 科 ，通过 学 习 、模仿 、复 制 和再造 生 物 系统 的结 控 制 ，个 体关 节分 别 Ｉ ｌ １ 孥 用 的微 控制 器控 制 ；数 字信 号处
平 和竖 直 的轴 转动 ，每个 眼睛 由两 个摄 像 机组 成 ，广 角度 的摄像 机 负责 外 围视野 ， 窄 角度 的摄 像机 负 责景物 的 中心 听觉 南类 似助 听器 的一 对 麦 克风来 实 现 ， 立体 声取 样频 牢
转 、 Ｉ ｌ 俞 阶及爬 斜坡 为２ ２ ． ０ ５ ｋ Ｈ ｚ ，使川 ８ 位数据实现 ；触觉系统 一个传感器 步 行 ，能够 完成 前后 行 、侧行 、 构 成 ，化 ｊ － ， 』 部 ，能察 觉位 我 接触 力。
・ 歉 川 机 器 人
等 动作
之 ，哈 ｒ 大机 器 人研 究 所 ｌ ＿ ｊ 该校 机 械 ｝ 予 ｌ 程 敦
脊柱 ， 安装有一套传感系统片 ｊ 来模拟人的感官 ， 包括视觉 、 听觉 、触觉 、本体感受和前庭 系统 ；没仃单一集中的控制
“ 大 脑 ” ，而是一 个 【 ｌ ｊ 不 同处 理 器组 成 的 种 机互 联 网络 理器 （ Ｄ Ｓ Ｐ）通 过 网络对 音频 和 视觉进 行 预处理 。 Ｃ ｏ ｇ的 视觉 系 统模 拟 装置 是 双 眼结 构 ，眼 睛能绕 着水
１ 国 内外仿生机器人的研 究现状
１ ． １陆 地 仿 生 机 器 人
航空 、星际探索 、军事侦察 、资源勘探 、 水下探测 、管道
向发 展 。未来 ，机器 人将 人 类不 能 或难 以到 达 的 已知或
仿 人 机器 人 的研究 始 于 ２ ０ 世纪 ６ ０年代 末 ，距今 已有
人技 术领 域 的主要 研 究方 向之 一 。
美 国麻省 理］ 大学 人 丁智 能实验 室 开 发的人 形机 器 人 Ｃ ｏ ｇ主要 作 为研 究机 器 人 的头 脑 智 能 、认 知 和 感 知 、手臂 的 灵活性 及柔 顺性 等 的平 台 ，同时也 被作 为探 索 人和 人 ｒ
仿 生学 除 了传统 wk.baidu.com没 汁理论 与方 法之 外 ，人 们也把 目
程群，项 目编号 Ｋ Ｃ ２ ０ ｌ ４ Ｋ Ｑ ２ ７ ；大连 海洋大学特 色专业项 目 （ ２ ０ １ ４）
Ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ａ ｎ ｄ Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ２ ０ １ ７・ ４ Ｉ ３ ３
技 术 应 用
１ ． １ ． １同外 研 究现 状
维护 、疾 病检 查 、抢 险救 灾等 非结 构 环境 下 的 自主作业 方 ４ ０多 年 的历 史 ，其 研 究 Ｔ 作进 展迅 速 ，如 今 已成 为 机器 未知 环境 下 为人类 １ 作 ，人们 要求 机 器人 不仅 适 应结构 化
的 、已知 的环 境 ，更要 适 应非结 构 化 的 、未 知 的环境 。
１ ９ ６ ０ 年， 美 闰科 学 家 Ｊ ． Ｅ． Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ 经过 长期 的 观察研 究 ， 创 立 了仿 生学 仿 生 学是 生物科 学 和工 程技 术 相结 合 的一
构 、功 能 、丁作原 理 及控 制机制 ，来 改进 现 有 的或 创造 新 的机械 、仪 器 、建筑 和］ ＿ 岂过程 。 仿 生 机 器 人 作 为机 器 人 技 术 领 域 中 一 个 新 兴 的 发 展
光 对 准 了丰 富多彩 的 生物 界 。 自然 界 存亿万 年 的演 化过 程
中孕育 出各种 各样 的 生物 ，生 物体 发展 ｊ ｉ ｛ 灵 巧 的运 动机 构 和机 敏 的运动 模式 ，这成 为机 器人 发展 取之 不尽 的知识 源
泉。
智 能 等领 域 的一 个平 台 。 Ｃ ｏ ｇ由头 、躯 十 、胳 膊及 双 手组 成 ，没 有 腿和 柔性 的