本的妻子机器人,为何会吸引年轻人?日本为何发展仿生机器人?( 二 )


仿生机器人主要分为陆面仿生机器人、空中仿生机器人、水下仿生机器人 。
(1)陆面仿生机器人
自然界中 , 陆地生物的运动方式多种多样 。 相应的 , 陆面仿生机器人的运动方式也有很多 , 从运动特点来分类 , 陆面仿生机器人又可以分为仿人机器人、仿生多足移动机器人、仿生蛇形机器人和仿生跳跃机器人等 。 日本的妻子机器人 , 自然属于其中的仿人机器人 。
随着控制理论的发展 , 智能人形机器人越来越完善 , 很多人类的活动已经可以复制实现 。 早在2013年 , 美国波士顿动力公司研制的“ATLAS”机器人就可以在传送带上大步前进 , 躲开突然出现的木板 , 起跳稳定 。 另一款用于美军检验的“Petman”机器人 , 成功地调控自身的体温、湿度和排汗量 , 通过模拟人类生理来自我保护 。
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仿人机器人另一个方向是仿人手臂和手指的研究 。 在太空探索中 , 每一个空间站都离不开机械手臂 , 而这也是仿人机器人的一种 。 我们中国的仿人机器人起步非常晚 , 真正得到大力发展的 , 也正是在最近十几年 。 但技术却一点也不落后 , 很多方面甚至已经实现赶超 。
(2)空中仿生机器人
空中仿生机器人 , 主要是在模仿飞鸟和昆虫 。 千万别小看这些动物 , 人类虽然能通过飞机实现飞行 , 甚至飞向宇宙 , 但大家可曾想过 , 这种飞行方式完美吗?为何生物界从没有这种飞行方式?
飞鸟和昆虫经过上亿年的进化 , 不断适应地球的环境 , 在形态、运动方式、能量利用等方面 , 达到了几乎完美的程度 。 破解其奥秘 , 这才是制造完美飞行器的新思路 。
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目前 , 人类对于空中仿生机器人的研究还处在初始阶段 , 虽然能够实现飞行 , 但时间短、距离近、甚至无法脱离遥控 , 实用程度并不高 。
(3)水下仿生机器人
地球上主要的环境都是水环境 , 水下仿生机器人的应用前景非常广阔 , 潜在价值巨大 。 最初从模仿鱼类游动开始 , 利用电机控制通过摆动实现推进 , 发展到现阶段采用新型仿生材料和新型仿生驱动方式实现推进 。
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我国的水下机器人发展非常快 , 如今已经可以实现水下快速启动 , 转弯等多种运动模式 , 很多技术已经成为领先方 , 但在推进速度、效率、减阻方面 , 还是无法与生物媲美 , 发展空间还很大 。
仿生机器人的种类千奇百怪 , 每一种类型的机器人都会遇到各自的瓶颈 , 但是仿生机器人却有着通性的一些问题 , 具体来说
(1)高性能新型仿生材料研究不足 , 现生物减阻、耐磨、抗疲劳、防粘、自洁等优良特性的材料缺乏找到生物力学和工程力学的衔接点 。
(2)控制方法较传统 , 神经控制、肌电控制等仿生方法突破不够 。 生物对自身协调运动控制的与一般的机电控制根本不在一个维度上 。
本的妻子机器人,为何会吸引年轻人?日本为何发展仿生机器人?】(3)生物能量转换机理研究不深 , 能量转换效率较低 。 人造的仿真机器人往往需要大量的耗能 , 而这些能量在生物身上的转化率极高 , 二者也根本不在一个数量级上 。