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1、第27卷第3期机器人ROBOTVol.27,No.32005年5月May,2005文章编号:100220446(2005)03202842053仿生机器人的研究进展1,21,22吉爱红,戴振东,周来水(1.南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所,江苏南京210016;2.南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016)摘要:在对仿生机器人进行分类的基础上介绍了一些已经投入应用的或正在研制中的仿生机器人.提出了仿生机器人研究的未来发展方向.关键词:仿生;机器人;进展中图分类号:TP24文献标识码:BResearchDevelopme
2、ntofBio2inspiredRobotics1,21,22JIAi2hong,DAIZhen2dong,ZHOULai2shui(1.InstituteofBio2inspiredStructureandSurfaceEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China;2.CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandA
3、stronautics,Nanjing210016,China)Abstract:Basedontheclassificationofbio2inspiredrobots,thispaperdescribessomebio2inspiredrobotswhichhavebeenusedorareunderdevelopment.Furthermore,thefutureofbio2inspiredrobotsisforecastd.Keywords:bio2inspired;robots;development1引言(Introdu
4、ction)飞行机器人即具有自主导航能力的无人驾驶飞行器,这类机器人活动空间广阔、运动速度快,居高随着国际政治格局、战争形式的变化,在军事侦临下不受地形限制.在军事、森林火灾以及灾难搜救察、战场攻击、反恐防爆等领域需要大量的无人作战中,前景极好.其飞行原理分为:固定翼飞行、旋翼飞武器;随着人类探索太空,建设航天站、抢险救灾等不适合由人来承担的任务的增加,需要相应的可以行和扑翼飞行.固定翼技术已经成熟,其翼展200mm代替人类执行任务的机器人.同时,新的需求和任务以下不足以产生足够的升力.目前国内外广泛关注也对机器人的性能提出了更高的
5、要求.在35亿年的的微型飞行器侧重于扑翼机的研究.它模仿鸟类或进化过程中,生物体发展了灵巧的运动机构和机敏昆虫的扑翼飞行原理,故被称为“人工昆虫”.其特点的运动模式,这成为机器人发展取之不尽的知识源是将举升、悬停和推进功能集于一个扑翼系统,可以泉.1960年,美国科学家SteelJE经过长期的观察研用很小的能量做长距离飞行,同时具有较强的机动究,创立了仿生学.生物体的精巧结构、运动原理和性,适合于长时间无能源补给及远距离条件下执行行为方式等,已经成了机器人学有意模仿的对象.科任务[1].学家们向生物学习,创造出了众多高性能的仿生机美
6、国国防部高级研究计划局(DARPA)资助了仿器人.仿生学在机器人科学中的应用,推动了机器人生飞行机器人的研制.加州工学院耗资180万美元于的适应能力向非结构化、未知的环境方向发展.2000年研制成功基于微机电系统(MEMES)的电池2仿生机器人的研究现状(Stateoftheart供电、微电机驱动的扑翼飞行器Microbat,重量仅约ofbio2inspiredrobotics)[2]10g,连续飞行时间约6min.佐治亚理工大学研制仿生机器人就是模仿自然界中生物的精巧结的扑翼式微型飞行器,名为Entomopter,机翼如蝴蝶构、运
7、动原理和行为方式等的机器人系统.的翅膀,翼展25.4cm,翼振频率10Hz.SRI国际公司2.1飞行机器人研制的一种约15cm长的扑翼飞行器由电致伸缩的3基金项目:国家863计划资助项目(2002AA423230).收稿日期:2004-09-20©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第27卷第3期吉爱红等:仿生机器人的研究进展285聚合物人造肌肉驱动.Vanderbilt大学研制的一种扑等.蛇形机器人的运动方式是典型的无肢运动.美翼飞行器由压电驱
8、动器驱动很细的金属结构振动,国、日本、德国、英国、法国等国家都开展了蛇形机器从而驱动机翼.另外,英国剑桥大学对扑翼式“人工人工作,并研制出许多样机.日本东京大学的Hirose[3]昆虫”也进行了研究.教授第一个从仿生学的观点研究蛇行机
