仿生機(jī)器人研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向分析

劉冬梅

（江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330095）

1 國內(nèi)仿生機(jī)器人的研究現(xiàn)狀

國內(nèi)相關(guān)研究院逐漸開始對仿人機(jī)器人展開了相應(yīng)的研究。其中，北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所在國家“863”智能機(jī)器人主體的支持下，研制出了能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的抓持以及操作作業(yè)的三指九自由度的靈巧手。另外，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所也相繼對仿生機(jī)器人展開了研究，研制出具有高靈活性的仿人手臂和擬人雙足步行的機(jī)器人。其中仿人手臂不僅關(guān)節(jié)處沒有任何奇異之處，其結(jié)構(gòu)也非常緊湊；而雙足步行機(jī)器人主要為關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，其具有十二個自由度，能夠完成簡單的步行動作。

2 仿生機(jī)器人的發(fā)展方向分析

（1）仿生機(jī)器人結(jié)構(gòu)的微型化。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在對微型仿生機(jī)器人展開作業(yè)檢測的過程中，可采取小型管道的方式進(jìn)行相應(yīng)的檢測，同時也可通過在人體展開相應(yīng)的檢查以及實(shí)施治療，并且不會對人體產(chǎn)生傷害，同時也可通過狹小的復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行作業(yè)檢測等。仿生機(jī)器人微型化比較突出的特點(diǎn)是，能夠有效實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)的微型化，通過對控制器、傳動裝置以及驅(qū)動器等進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而形成微機(jī)電系統(tǒng)。

（2）仿生機(jī)器人的相似性和多變性。在機(jī)器人制造中，要想機(jī)器人能夠更高效的、安全的完成任務(wù)，首先需要機(jī)器人的外形與模仿的生物外形之間是相差無幾的，進(jìn)而才能夠更高效的完成任務(wù)。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，日本所研制的機(jī)器人中，一個變形機(jī)器人中就包含了若干個小型機(jī)器人，這些小型機(jī)器人在對周圍的事物或者障礙物進(jìn)行識別時，主要是通過照相機(jī)或者紅外傳感器進(jìn)行識別的，小型機(jī)器人相互之間能夠展開協(xié)調(diào)，根據(jù)不同的需求展開組合，并且還能夠根據(jù)環(huán)境因素而調(diào)整自己的形態(tài)。

（3）仿生機(jī)器人的多功能。自從進(jìn)入二十一世紀(jì)后，人類逐漸開始步入老齡化社會的階段中，通過制造多功能機(jī)器人，能夠很好地彌補(bǔ)現(xiàn)階段中年輕勞動力不足的現(xiàn)象，并且還能對醫(yī)療社會問題以及老齡化社會的家庭服務(wù)問題進(jìn)行有效的解決。

（4）仿生機(jī)器人群。一般來說，只有在需要應(yīng)用到多機(jī)器人展開合作的場合中，才會需要用到仿生機(jī)器人群。仿生機(jī)器人群主要是通過對螞蟻、蜜蜂或者是人的社會行為展開模仿，而繁衍形成的一種仿生系統(tǒng)，并且通過個體與個體之間的相互合作，而使得某種社會行為得以完成的過程。同時，其還能利用群體的行為來幫助自身智能的增強(qiáng)，進(jìn)而有效地提高工作效率。

（5）高校對仿生機(jī)器人的發(fā)展方向研究。南開大學(xué)物理學(xué)院的田建國教授和化學(xué)學(xué)院的陳永勝教授所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊中，該研究團(tuán)隊經(jīng)過展開一系列的研究后，研制出了一種較為特殊的墨烯材料。這一材料的出現(xiàn)，不管是在墨烯自身的特殊電子結(jié)構(gòu)中，還是在宏觀材料的特殊形貌結(jié)構(gòu)中，都具有一定影響性的作用。

中國科學(xué)院與清華大學(xué)的醫(yī)學(xué)院展開了合作研究，通過展開相應(yīng)的研究后發(fā)現(xiàn)，液態(tài)金屬在吞食少許的物質(zhì)之后，能夠形成機(jī)器的形態(tài)，并且還能夠展開長時間的、不暫停的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這一現(xiàn)象完全改變了原本需要外部電力才能進(jìn)行運(yùn)動的現(xiàn)象。另外，經(jīng)過研究還發(fā)現(xiàn)，模塊化可控重構(gòu)機(jī)構(gòu)主要是通過一套獨(dú)立的機(jī)電模塊而形成的，并且其每一個模塊間之間都是有連接的。美國麻省理工學(xué)院研制出一種先進(jìn)變形材料，這種材料可使機(jī)器人能夠在軟硬狀態(tài)之間來回變換。這種先進(jìn)變形材料對于研制仿生機(jī)器人的研究而言非常有利，主要是因?yàn)檫@一材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)是由泡沫、混合蠟而組成的，不僅能夠形成不同的外型，同時還具有較強(qiáng)的自愈能力。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，盡管機(jī)器人智能化技術(shù)得到了有效的提高，但機(jī)器人作業(yè)環(huán)境仍存在一定的復(fù)雜化現(xiàn)象，要想使得機(jī)器人研究得到更好的發(fā)展，就必須要向自然界學(xué)習(xí)，并從自然界為人類提供即豐富又充裕的實(shí)例，以期有效促進(jìn)并改善機(jī)器人的現(xiàn)狀形態(tài)。人類通過對自然界生物的學(xué)習(xí)，使人類能夠在學(xué)習(xí)過程中對機(jī)器人復(fù)制、再建造等相關(guān)技術(shù)的掌握，并且有效發(fā)展其相關(guān)理論以及技術(shù)方法，進(jìn)而使得仿生機(jī)器人無論是在功能上，還是在技術(shù)層次上都得到提升。