l隨著人工智能的快速發(fā)展，越來(lái)越多的機(jī)器人，開(kāi)始走進(jìn)人們的世界。除了工業(yè)機(jī)器人，科學(xué)家從自然中獲取靈感設(shè)計(jì)的“仿生”機(jī)器人，也發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。“仿生機(jī)器人”是指模仿生物、從事生物特點(diǎn)工作的機(jī)器人。目前在西方國(guó)家，機(jī)械寵物十分流行，另外，仿麻雀機(jī)器人可以擔(dān)任環(huán)境監(jiān)測(cè)的任務(wù)、蛇形機(jī)器人可以狹小的縫隙進(jìn)行探測(cè)任務(wù)、魚(yú)形機(jī)器人可以檢測(cè)水質(zhì)······這些有著動(dòng)物外形的仿生機(jī)器人具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。
不論何時(shí)，對(duì)仿生機(jī)械（器）的研究，都是多方面的，也就是既要發(fā)展模仿人的機(jī)器人，又要發(fā)展模仿其他生物的機(jī)械（器）。機(jī)器人未問(wèn)世之前，人們除研究制造自動(dòng)偶人外，對(duì)機(jī)械動(dòng)物非常感興趣，如傳說(shuō)諸葛亮制造木牛流馬，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)先驅(qū)巴貝吉設(shè)計(jì)的雞與羊玩具，法國(guó)著名工程師鮑堪松制造的鳧水的鐵鴨子等，都非常有名。
幾年前，科技工作者為圣地亞哥市動(dòng)物園制造電子機(jī)器鳥(niǎo)，它能模仿母兀鷹，準(zhǔn)時(shí)給小兀鷹喂食；日本和俄羅斯制造了一種電子機(jī)器蟹，能進(jìn)行深海控測(cè)，采集巖樣，捕捉海底生物，進(jìn)行海下電焊等作業(yè)。美國(guó)研制出一條名叫查理的機(jī)器金槍魚(yú)，長(zhǎng)1.32米，由2843個(gè)零件組成。通過(guò)擺動(dòng)軀體和尾巴，能像真的魚(yú)一樣游動(dòng)，速度為7.2千米/小時(shí)?？梢岳盟诤Ｏ逻B續(xù)工作數(shù)個(gè)月，由它測(cè)繪海洋地圖和檢測(cè)水下污染，也可以用它來(lái)拍攝生物，因?yàn)樗７陆饦岕~(yú)惟妙惟肖。
下面小編就給大家介紹幾款有趣的仿生機(jī)器人：
1、Big Dog（大狗機(jī)器人）
大狗機(jī)器人是由波士頓動(dòng)力學(xué)工程公司（Boston?Dynamics）專(zhuān)門(mén)為美國(guó)軍隊(duì)研究設(shè)計(jì)，目前來(lái)看，這部機(jī)器人可以的算是四足機(jī)器人中最具有代表性的一種防生器人了。大狗具有良好的負(fù)重能力，平穩(wěn)性和魯棒性極好，可以幫助人類(lèi)承擔(dān)運(yùn)送彈藥和物資等的任務(wù)，由于可以跑得比人類(lèi)還快，而且具有鋼鐵之軀，所以可以作為良好的戰(zhàn)斗前鋒隊(duì)，并且其身上裝有視覺(jué)以及定位系統(tǒng)，可以很好的完成跟隨等任務(wù)。美軍正在將阿富汗作為測(cè)試大狗試驗(yàn)場(chǎng)。
通過(guò)對(duì)大狗在雪地、泥地以及巖石瑣屑等惡劣地質(zhì)條件下的測(cè)試得到，？大狗可以跳躍至1.1米的高度，攜帶154千克的重物，并且可以完成路程10千米，時(shí)長(zhǎng)約2.5小時(shí)的長(zhǎng)途跋涉。
其實(shí)，波士頓動(dòng)力還推出里一款小狗機(jī)器人（LittleDog），這款機(jī)器人主要是用于一些基礎(chǔ)研究，例如對(duì)電機(jī)的學(xué)習(xí)，對(duì)動(dòng)力的控制，對(duì)環(huán)境的感知，以及輪胎式運(yùn)動(dòng)（其腳部采用輪式）。小狗身體內(nèi)的主機(jī)可以通過(guò)傳感器采集到關(guān)節(jié)角，電機(jī)電流，身體朝向，以及腳掌與地面的應(yīng)力。其已經(jīng)在麻省理工，斯坦福，卡內(nèi)基梅隆，南加州等大學(xué)作為DARPA資助下的的一項(xiàng)研究被廣泛利用。
2、Cheetah（獵豹機(jī)器人）
獵豹機(jī)器人做的比較好的機(jī)構(gòu)主要有兩家，一個(gè)是波士頓動(dòng)力，一個(gè)是麻省理工學(xué)院。
波士頓動(dòng)力的獵豹機(jī)器人通過(guò)背后的鉸鏈關(guān)節(jié)的來(lái)回運(yùn)動(dòng)，通過(guò)改變運(yùn)動(dòng)的步長(zhǎng)和步頻來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人速度的改變，這里的靈感也正是來(lái)自以模仿真實(shí)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)特性。目前波士頓動(dòng)力的獵豹機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)室的一臺(tái)跑步機(jī)上完成這各項(xiàng)試驗(yàn)。在跑步機(jī)上，Cheetah通過(guò)一臺(tái)液壓泵進(jìn)行動(dòng)力提供。下一代的獵豹機(jī)器人，又名WildCat（野貓），將會(huì)離開(kāi)繩索的牽絆，在陸地上真正的跑動(dòng)起來(lái)。目前波士頓動(dòng)力的獵豹機(jī)器人是世界上運(yùn)動(dòng)速度最快的腿式機(jī)器人，約為29邁，打破了MIT在1989年創(chuàng)下的13.1邁的歷史記錄。Cheetah目前受美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）的最大限度移動(dòng)和操控項(xiàng)目（Maximum?Mobility?and?Manipulation?program）的資助。
MIT?Cheetah通過(guò)研究真實(shí)生物的肌腱結(jié)構(gòu)，認(rèn)為肌腱結(jié)構(gòu)能夠減小沖擊力，增加了腿部的強(qiáng)度。通過(guò)有限元分析，研究人員設(shè)計(jì)了類(lèi)似的肌腱結(jié)構(gòu)足部，并在兩個(gè)肌腱之間加入了彈簧以增加一定的柔順性。這就使得MIT?Cheetah具有十分出色的彈跳及越障能力。而且通過(guò)對(duì)關(guān)節(jié)處驅(qū)動(dòng) <http://driver.zol.com.cn/>電機(jī)的改裝以及尾巴的加入，使得MIT?Cheetah擁有高速奔跑的能力和良好的平衡性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，其可以在8.3千米每小時(shí)的速度下奔跑2.23小時(shí)，或者運(yùn)用3千克的電池跑10千米。
3、壁虎機(jī)器人
波士頓動(dòng)力的RiSE機(jī)器人
壁虎由于其可以沿著垂直墻面進(jìn)行爬行的優(yōu)點(diǎn)和特性，也自然被拿來(lái)作為仿生的對(duì)象。做壁虎機(jī)器人的機(jī)構(gòu)比較多，目前比較成熟的是斯坦福大學(xué)的Stickybot三代以及波士頓動(dòng)力的RiSE。
Stickybot三代是在Stickybot平臺(tái)上發(fā)展起來(lái)的，它有四條腿，每條腿有四個(gè)自由度，其中包括了在垂直墻上進(jìn)行攀爬的主要部位——腕部。
壁虎機(jī)器人能吸附在墻上的主要原理是，在每個(gè)吸力手上，都有數(shù)百萬(wàn)根由人造橡膠制造的毛發(fā)，每根細(xì)毛的直徑大約只有500個(gè)納米左右，長(zhǎng)度則只有不到2微米，毛發(fā)和垂直表面分子們之間會(huì)產(chǎn)生分子弱電磁引力，也叫“范德瓦爾斯力”。這個(gè)力可以使壁虎機(jī)器人吸附到垂直面上。
Stickybot?III體長(zhǎng)36厘米，速度5厘米每秒；RiSE體長(zhǎng)25厘米，速度30厘米每秒。壁虎機(jī)器人由于其可以吸附在墻上行走的特性，可以代替人類(lèi)來(lái)執(zhí)行反恐 偵查、地震搜救等“高難度”的任務(wù)。
4、袋鼠機(jī)器人
袋鼠機(jī)器人由仿生機(jī)器人領(lǐng)域的又一重量級(jí)公司FESTO研發(fā)而成。
袋鼠機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)為氣動(dòng)，主控板是電源供電，它腿部的？“肌腱”，是一種壓縮 <http://xiazai.zol.com.cn/compress_soft_index/compress_page_1.html>空氣貯存器，可以幫助它精確平穩(wěn)地奔跑或著地。在觸地爪部?jī)?nèi)層的壓縮空氣推力作用下，實(shí)現(xiàn)向上向前地跳躍動(dòng)作。腿向后蹬，袋鼠機(jī)器人就能夠前進(jìn)。而在空中的時(shí)候，其又會(huì)收回到前方。這款機(jī)器人每完成一次跳躍動(dòng)作，其爪部便會(huì)儲(chǔ)存空氣能量以繼續(xù)下一次的跳躍動(dòng)作。為了支持這系列動(dòng)作的持續(xù)，研發(fā)人員在袋鼠機(jī)器人兩只觸地的支撐腳上安裝了固定的彈簧裝置，以此來(lái)模仿真實(shí)袋鼠動(dòng)物腳上的兩根蹄筋，為一次又一次的跳躍動(dòng)作起到緩和作用。
這款機(jī)器人身高超過(guò)1米，體重約合7千克，其每次實(shí)現(xiàn)的跳躍動(dòng)作大致在40厘米高、80厘米長(zhǎng)的范圍內(nèi)。
5.SmartBird（飛鳥(niǎo)機(jī)器人）
SmartBird是由德國(guó)Festo的科學(xué)家破解鳥(niǎo)的飛行原理而研制出一款機(jī)器鳥(niǎo)，不僅能夠完美模擬鳥(niǎo)類(lèi)飛行，同時(shí)也極為逼真，令人難辨真?zhèn)巍?/div>
它的雙翼不僅可以上下拍動(dòng)，還可以按照一定角度扭轉(zhuǎn)，使這只極輕量的“鳥(niǎo)”非常符合空氣動(dòng)力學(xué)原理并具有極佳的靈活性。
它可以自主地啟動(dòng)、飛翔和降落，真正的鳥(niǎo)看到一定也以為它就是同類(lèi)。
6.AquaJelly（仿生水母）
仿生水母AquaJelly是一種模擬浮游行為的自控系統(tǒng)，由一個(gè)透明的半球和八根動(dòng)力觸須組成。中間是一個(gè)防水的激光燒結(jié)體，其中有一個(gè)中心電動(dòng)馬達(dá)、兩個(gè)鋰離子聚合物電池，還有可充電控制單元和用于防沖板的伺服馬達(dá)。
仿生水母的靈活性與便捷性體現(xiàn)了人工智能方面的研究成果，將在海底勘探和航空航天等領(lǐng)域有著光明的應(yīng)用前景。
7.BionicOpter（蜻蜓機(jī)器人）
這款外形酷似蜻蜓的BionicOpter機(jī)器人擁有蜻蜓的各項(xiàng)特征，能夠在空中隨意飛行或盤(pán)旋，并且能夠做出相當(dāng)復(fù)雜的飛行動(dòng)作。這才是真正的未來(lái)飛行器！
BionicOpter成為第一個(gè)能夠模擬直升機(jī)、有翼飛行器以及滑翔機(jī)飛行狀態(tài)的機(jī)器人，盡管它設(shè)計(jì)極為復(fù)雜，用戶(hù)還是可用智能手機(jī)輕松操控完成減速飛行、突然轉(zhuǎn)向、甚至倒退飛行等復(fù)雜的飛行任務(wù)。
8.螞蟻機(jī)器人
機(jī)器螞蟻大小與成人手掌相近，比真實(shí)螞蟻大許多，它們是通過(guò)3D打印出來(lái)的。頭部和整個(gè)身軀都布滿(mǎn)電路，嘴部鉗子和腿部爪子都使用了陶瓷致動(dòng)器，可快速、精準(zhǔn)地活動(dòng)。
每一只螞蟻都是“仿生網(wǎng)絡(luò)”的一員，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信多只螞蟻可以協(xié)同工作，搬動(dòng)較重的物體。螞蟻上還安裝了導(dǎo)電電線，它只需將自己按到電源上就能自動(dòng)充電。
9.eMotion（仿生蝴蝶）
eMotion蝴蝶仿生機(jī)器人簡(jiǎn)直可以用藝術(shù)品來(lái)形容了，太漂亮了。每一個(gè)都能獨(dú)立操作，通過(guò)能夠獨(dú)立控制的翼來(lái)調(diào)整自己，并能按照預(yù)編程的路線飛行。
它們身上裝配了許多紅外傳感器，避免飛行過(guò)程中互相碰撞。翼展長(zhǎng)有50cm，身體重量?jī)H為32g，翅膀每秒擺動(dòng)1-2次，速度可達(dá)2.5米/秒，每次充電后可持續(xù)飛行3到4分鐘。
10、海龜機(jī)器人
由Disney?Research?聯(lián)同蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院學(xué)生所開(kāi)發(fā)的這款仿海龜機(jī)器人名為BeachBot。BeachBot長(zhǎng)不到2英尺，寬和高不足15英寸，目前主要用于沙灘作畫(huà)，7個(gè)電機(jī)可以幫助BeachBot把耙子部署到位，描出寬度從2英寸到15英寸不等的藝術(shù)畫(huà)筆效果，球形狀的氣球輪子讓機(jī)器人遍歷所有類(lèi)型的沙灘而不留痕跡，以免毀壞沙畫(huà)。
無(wú)論是大狗機(jī)器人、獵豹機(jī)器人還是海龜機(jī)器人，都是我們通過(guò)對(duì)自然界的天才們進(jìn)行觀察和研究后，利用他們經(jīng)過(guò)數(shù)百年進(jìn)化后得到的出色的外形特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)特性而設(shè)計(jì)出的仿生機(jī)器人。這些機(jī)器人很多都可以用來(lái)充當(dāng)我們?nèi)祟?lèi)助手，通過(guò)它們來(lái)完成我們?nèi)祟?lèi)不能完成的一些任務(wù)。
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