黃及芃 侯凱 胡志鵬 潘柳 許安琪

摘要：機(jī)器人一直是高科技的代名詞，隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在我們能見到不同形態(tài)、不同大小的機(jī)器人。但是，最吸引人的肯定是那些與我們相似的機(jī)器人，或者叫仿人機(jī)器人。仿人機(jī)器人可以被用于研究和空間探索、個(gè)人援助和護(hù)理、教育和娛樂(lè)、搜索和救援、制造和維護(hù)、公共關(guān)系和醫(yī)療保健等。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人 仿生學(xué)

什么是仿生機(jī)器人

仿生機(jī)器人是仿生學(xué)與機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用需求結(jié)合的產(chǎn)物，根據(jù)仿生學(xué)原理，模仿生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、材料以及功能等性能優(yōu)越的機(jī)電系統(tǒng)，它們往往是被用來(lái)專門針對(duì)特定任務(wù)而設(shè)計(jì)出來(lái)的。按照其工作環(huán)境可分為陸面仿生機(jī)器人、空中仿生機(jī)器人和水下仿生機(jī)器人三種，也有一些研究機(jī)構(gòu)研究出水陸兩棲、水空兩棲、路空兩棲等具有綜合用途的仿生機(jī)器人。

機(jī)器人為什么要仿生

從機(jī)器人的角度來(lái)看，仿生機(jī)器人是機(jī)器人發(fā)展的高級(jí)階段，設(shè)計(jì)初衷在于能在各種復(fù)雜環(huán)境中代替甚至做到人類所不能。而為了實(shí)現(xiàn)這一功能，仿生機(jī)器人需要與那些優(yōu)質(zhì)的軟材料、生物或人工復(fù)制的生物功能進(jìn)行交互。

仿生機(jī)器人具有生物和機(jī)器人的特點(diǎn)，可以從生物體上學(xué)習(xí)如自適應(yīng)性、魯棒性、運(yùn)動(dòng)多樣性和靈活性等一系列良好的性能，但同時(shí)又比動(dòng)物好操控，可以精準(zhǔn)完成人類給出的指令。這兩種特性的結(jié)合，使得仿生機(jī)器人在反恐防爆、搶險(xiǎn)救災(zāi)、水下作業(yè)、探索太空等不適合由人來(lái)承擔(dān)任務(wù)的環(huán)境中凸顯出良好的應(yīng)用前景。

此外，仿人機(jī)器人一定程度具有人的特征，具有移動(dòng)、感知、操作、學(xué)習(xí)、聯(lián)想記憶、情感交流等功能，可以適應(yīng)人類的生活和工作環(huán)境;狗、壁虎、蜘蛛等仿生多足機(jī)器人具有良好的地形適應(yīng)能力;仿蛇形機(jī)器人由于其細(xì)長(zhǎng)的形體結(jié)構(gòu)以及獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)方式，能夠跨越窄溝和進(jìn)入空洞，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和地面運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，能夠在人類難以到達(dá)的未知環(huán)境中工作，可以廣泛應(yīng)用到科學(xué)探險(xiǎn)、生命探尋等領(lǐng)域。

中國(guó)仿生機(jī)器人的理想與現(xiàn)實(shí)

機(jī)器人一直是高科技的代名詞，隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在我們能見到不同形態(tài)、不同大小的機(jī)器人。但是，最吸引人的肯定是那些與我們相似的機(jī)器人，或者叫仿人機(jī)器人。仿人機(jī)器人可以被用于研究和空間探索、個(gè)人援助和護(hù)理、教育和娛樂(lè)、搜索和救援、制造和維護(hù)、公共關(guān)系和醫(yī)療保健等。隨著新冠病毒在全球蔓延，機(jī)器人被部署到許多國(guó)家。一些機(jī)器人可以幫助醫(yī)院里疲憊的護(hù)士，做基本的清潔和送貨工作，另一些機(jī)器人可以在倉(cāng)庫(kù)里幫忙，而工業(yè)機(jī)器人則可以在人類被隔離期間，幫助制造公司維持日常生產(chǎn)。

從技術(shù)的成熟度來(lái)看。在運(yùn)動(dòng)方面，生物剛?cè)岵?jì)的結(jié)構(gòu)使其具有靈活性、高效性和輕量化等特點(diǎn)，增強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)的性能和環(huán)境適應(yīng)能力。而現(xiàn)在的研究還存在著生物運(yùn)動(dòng)機(jī)理研究不深，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用、驅(qū)動(dòng)及控制方式大多較為傳統(tǒng)，能量利用率低等問(wèn)題，這使得仿生機(jī)器人從宏觀到微觀與生物都存在較大差異，“形似而神不似”，遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)際應(yīng)用程度。

從落地的賽道來(lái)看。任何行業(yè)要得到長(zhǎng)足發(fā)展，都離不開“以需求為導(dǎo)向”。研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，軍用、工業(yè)、養(yǎng)老是仿生機(jī)器人的三大重要應(yīng)用場(chǎng)景。但目前國(guó)內(nèi)商業(yè)化企業(yè)對(duì)于仿生機(jī)器人的重要賽道仍沒(méi)有明確的布局，反而更傾向于變現(xiàn)快的娛樂(lè)、教育類機(jī)器人的研發(fā)。像國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人的代表優(yōu)必選，甚至關(guān)注提升機(jī)器人的舞蹈技能高于機(jī)器人的思考能力。當(dāng)然，就目前來(lái)看，優(yōu)必選也確實(shí)是為數(shù)不多的實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)變現(xiàn)的仿生機(jī)器人企業(yè)。但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，“人形”機(jī)器人這股熱潮總會(huì)涼下來(lái)，用戶交夠“智商稅”后，最終還是會(huì)回歸理性，去關(guān)注那些能夠真正改變生活的行業(yè)應(yīng)用。

機(jī)器人若想實(shí)現(xiàn)向更多場(chǎng)景的延伸并承擔(dān)起更多元化的任務(wù)，仿生是繞不開的話題。尤其是在該行業(yè)出現(xiàn)“小米”一樣的成本殺手入場(chǎng)后，仿生機(jī)器人自然會(huì)成為機(jī)器人發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，成為改造人類生活和認(rèn)知的工具。