仿生机器人研究进展综述.pdf

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1、2012年7月机床与液压Ju1．20l2第40卷第l3期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．13．052仿生机器人研究进展综述宋红生，王东署(1．郑州大学国际教育学院，河南郑州450001；2．郑州大学电气工程学院，河南郑州450001)摘要：随着机器人技术和仿生学的发展，仿生机器人的研究正受到学者们的普遍关注。在对仿生机器人进行分类的基础上，从地面仿生机器人、水下仿生机器人以及空中仿生机器人3个方面简要介绍了国内外典型仿生机器人的最新研究进展，并介绍其发展趋势。关键词：仿生学；仿生

2、机器人；运动仿生；控制仿生；感知仿生中图分类号：TP242．2文献标识码：A文章编号：1001—3881【2012)13—179—5ResearchDevelopmentofBio-robots：AReviewSONGHongsheng，WANGDongshu(1．InternationalEducationSchoolofZhengzhouUniversity，ZhengzhouHenan450001，China；2．SchoolofElectricEngineering，ZhengzhouUniversity，ZhengzhouHenan450001，China)Abstra

3、ct：Withthedevelopmentofrobottechniqueandbionics，theresearchesofbio-robotsarereceivedmoreandmoreatten-tion．Baseontheclassificationofbio—robots，thenewestresearchprogressesoftypicMbio—robotsinnationandabroadwereintroducedfromearthbio-robots，underwaterbio-robotsandairbio-robots．Thefuturedevelopme

4、ntdirectionswereproposed．Keywords：Bionics；Bio—robot；Motionbiomimetics；Controlbiomimetics；Sensorbiomimetics随着国际政治格局、战争形式的变化，在军事侦1国外仿生机器人研究察、战场攻击、反恐防爆等领域需要大量的无人作战1．1地面仿生机器人武器；随着人类探索太空、建设航天站、抢险救灾等美国凯斯西储大学(CWRU)和美国海军研究院不适合由人来承担的任务的增加，需要相应的可以代(NPS)的研究人员设计了一种具有全地形适应性的替人类执行任务的机器人。同时，非结构化的、未知仿蟑螂两栖机器人

5、，称作“WhegsIV”⋯，采用简化的工作环境、复杂精巧的高难度工作任务和对于高精的柔性机构设计的三辐轮腿机构实现蟑螂腿的功能，确度、高灵活性、高可靠性、高鲁棒性、高智能性的相邻两腿之间有60。的相位差，在陆地或水底正常行目标需求则是仿生机器人提出和发展的客观动力。在进时可实现三角步态，越障时轮腿机构被动地由不同35亿年的进化过程中，生物体发展了灵巧的运动机步变为同步，提高越障能力。轮腿机构的轮辐采用传构和机敏的运动模式，在结构、功能执行、信息处统螺旋状设计，旋转时推动WhegsIV在水下运动。理、环境适应、自主学习等多方面具有高度的合理性、并通过体关节的正负转动实现机器人上升和

6、下潜。目科学性和进步性。它们进化得如此完美以致于在机器前，Whegs的陆上版本能够灵活地跑动、转弯、避人的设计中处处可见它们的踪迹，成为机器人发展取障、越障等，具有良好的地形适应性和稳定性，图1之不尽的知识源泉。1960年，美国科学家JESTEEL为WhegsII在翻越障碍。经过长期的观察研究，创立了仿生学。科学家们开始向生物学习，创造出了众多高性能的仿生机器人。仿生机器人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。下面分别从地面、水中和空中3个方面就国内外典型仿生物机器人的研究现

7、状进行图1WhegsII简要介绍。收稿日期：2011—06—28基金项目：河南省教育厅自然科学研究资助计划(2010B510019)作者简介：宋红生(197l一)，男，讲师，主要研究方向为机电系统及自动化设备。通信作者：王东署，E—mail：wangdongshu@ZZU．edu．cn。第13期宋红生等：仿生机器人研究进展综述-183·部分组成。只要将指令通过无线电信号传给机器鱼中界生物的学习、模仿、复制和再造的过程中，发现和的计算机，计算机就可以按指令控制机器鱼做出动发展相关的