仿生機(jī)器人論文 仿生機(jī)器人探秘

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1、仿生機(jī)器人探秘經(jīng)過數(shù)十億年的進(jìn)化和自然選擇，自然界的生物為人類的創(chuàng)新提供了天然的寶庫，令人不得不驚嘆大自然的鬼斧神工，感受到生命進(jìn)化演變的魅力。幾千年來，人類從大自然的杰作里獲得了取之不竭的靈感：鴿子滑翔在半空，工程師由此發(fā)明了木質(zhì)自動平衡飛行器；看見黃蜂筑巢，四大發(fā)明之一的造紙術(shù)由此誕生；因模仿生物的結(jié)構(gòu)和形態(tài)而獲得優(yōu)良性能的建筑和藝術(shù)品更是數(shù)不勝數(shù)。機(jī)器人未問世之前，人們除研究制造自動偶人外，對機(jī)械動物非常感興趣，如傳說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，法國著名工程師鮑堪松制造的鳧水的鐵鴨子等，都非常有名。如今的仿生學(xué)，不僅僅局限于傳統(tǒng)機(jī)械、化學(xué)、建筑學(xué)等，而

2、融入了很多現(xiàn)代元素，是一門生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、數(shù)學(xué)與力學(xué)、信息科學(xué)、工程技術(shù)以及系統(tǒng)科學(xué)等學(xué)科的交叉學(xué)科。在過去的幾十年，隨著人類科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)器人專家借鑒了更多來自數(shù)學(xué)、力學(xué)、電子和計(jì)算機(jī)科學(xué)的知識。一方面,這種方法無疑整合了技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)科使生產(chǎn)非常成功的產(chǎn)品成為可能,特別是在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。另一方面,它能夠用來更好地認(rèn)識機(jī)器和動物的差距，努力去縮小這種差距，使得機(jī)器人更加“人類化”。仿生形態(tài)文章首先介紹了仿生形態(tài)。一是對動物本身的生物形態(tài)和動作表現(xiàn)的運(yùn)用，如娛樂產(chǎn)業(yè)的動畫。二是運(yùn)用了其與人類的交互功能：老人和孩子接受和喜愛仿生動物陪伴，它們不僅外形像寵物，有的還能夠感知和應(yīng)對

3、人類情感，甚至能夠生動地表達(dá)自己的情緒。這些人性化的機(jī)器人可以使面部表情,具有眼睛的眨動,頭的搖晃,身體動作和姿勢。它們用手臂和手，依靠在它們的衣服和皮膚上靈敏的觸摸傳感器，對可變壓力做出反應(yīng)，達(dá)成響應(yīng)。另一個活躍的研究領(lǐng)域是能夠發(fā)揮重要作用的變形，科學(xué)家們在嘗試使機(jī)器人可以根據(jù)內(nèi)部或外部環(huán)境，動態(tài)重新配置他們的形態(tài)。生物的靈感來源于生物體,失去了附件還可以再生,像蜥蜴的尾巴,或從在發(fā)展階段過渡,如形態(tài)形成　　兩棲類的變化。感覺這個研究會用到一些拓?fù)鋵W(xué)和流形的知識，令我非常感興趣。仿生傳感器仿生視覺傳感器在機(jī)器人的運(yùn)用范圍非常廣泛，從非常簡單的光敏裝置,它主要用于實(shí)現(xiàn)趨光性,到復(fù)雜的、承

4、擔(dān)更多的認(rèn)知任務(wù)像物體識別雙目設(shè)備。文章中以蒼蠅和沙漠螞蟻的眼睛給科學(xué)家?guī)淼撵`感。仿生學(xué)已被廣泛應(yīng)用到社會生產(chǎn)、生活的各個方面，仿生學(xué)的相關(guān)設(shè)計(jì)開始占據(jù)舉足輕重的地位。人們經(jīng)常說,在所有的五種感官,觸摸是最難以復(fù)制的機(jī)械形式。那些躲避靈敏的昆蟲有著自己感知外界變化的方法，如蟑螂的觸角、老鼠的胡須。通過觸覺，機(jī)器人還可以進(jìn)入人體來幫助醫(yī)生搜尋癌細(xì)胞……在這些仿生作品中最讓我印象深刻的是那只用晶體管作為壓力傳感器的機(jī)器手。這個技術(shù)可以用作制造能感知壓力和溫度的人造皮膚，這是仿生學(xué)向前邁進(jìn)的一大步，機(jī)器終于也有了人類的感知，并能對此作出反應(yīng)和交互。在醫(yī)學(xué)上，這個發(fā)明也造福了社會，殘障患者不再

5、是被移植上冰冷的假肢，迄今為止假肢已經(jīng)能接收到大腦發(fā)送給缺失的手的信號,并把它們轉(zhuǎn)變成運(yùn)動,能夠讓患者可以控制，并產(chǎn)生非常逼真的感覺。但是另一方面讓人想想也毛骨悚然：機(jī)器人和真人越來越接近，克隆人究竟離我們還有多遠(yuǎn)呢？科技技術(shù)的發(fā)展一旦超出了我們的可控范，其發(fā)展有可能帶來不可逆轉(zhuǎn)的傷害。在仿生動物的嗅覺、味覺上，科學(xué)家們也汲取著大自然的精妙。仿生學(xué)思想是建立在自然進(jìn)化和共同進(jìn)化基礎(chǔ)上的，人類所從事的技術(shù)就是為使其達(dá)到互相間的協(xié)調(diào)，而模擬生物適應(yīng)環(huán)境的功能無疑是一個好途徑。比如發(fā)明了能夠找到礦山、油田的機(jī)器人、能夠鑒定酒的品質(zhì)、食物的健康的機(jī)器人，成為了人類的好幫手。仿生制動器文章中還介紹

6、了幾種仿生制動器，能夠解決不少人類的難題，讓我更加體會到仿生學(xué)的美妙，極大地開闊了我的思路。在倒塌的建筑或者管道中，能夠行走自如的是蛇，于是蛇形機(jī)器人就可以承擔(dān)探索、檢驗(yàn)的任務(wù)，包括災(zāi)后救援工作，任何一個人都無法像那樣有效地完成這項(xiàng)任務(wù)。模仿蠕蟲的爬動制造了檢查疾病的機(jī)器人，和深海項(xiàng)目的輔助機(jī)器人。通過仿效自然法則，模擬感官接收、傳遞、運(yùn)作的方法與機(jī)制，可以為人類帶來許多福祉。未來仿生科技結(jié)合納米材料及生物技術(shù)，可以制造人工視網(wǎng)膜、人工味蕾、人工神經(jīng)傳導(dǎo)系統(tǒng)等更復(fù)雜的人工感官系統(tǒng)，必會對人類的生活提供更多的幫助。這些實(shí)例讓我想到，在我們以后思考問題的過程中，要虛心借鑒自然的真實(shí)案例，留心

7、觀察周圍的生活，從中發(fā)現(xiàn)和思考。若談游泳，自然是魚兒更自如；要說奔跑，想必是獵豹更迅速；說到探路，蝙蝠恐怕才是始祖。俗話說“三人行必有我?guī)煛?，大自然的萬物都可以是我們的老師，問題想不通的時候可以換個角度去思考，更加走近大自然。在這篇科學(xué)文章中，還講了仿生驅(qū)動、仿生控制架構(gòu)、能量自治等方面，由于時間關(guān)系來不及一一拜讀。我將用接下來的時間細(xì)細(xì)品讀，帶著我的興趣和求知欲，盡情潛游在仿生科學(xué)的藍(lán)色海洋里。