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  • 仿生:开启智能机器人的下一个“黄金时代”

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    • 时间:2016-07-22
    • 来源: 中国智能制造网
    • 编译:XZJ
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       当前,对于机器人的研究,人们已经不满足于单一结构环境下的定点作业,开始把目光对准生物界,力求从丰富多彩的动植物身上获得灵感,将它们的运动机理和行为方式运用到对机器人运动机理和控制的研究中。因此,仿生机器人已然成为了机器人研究领域的热点之一。

    仿生:开启智能机器人的下一个“黄金时代”
     
      仿生机器人相较于其他移动机器人,具有更大的适应性和灵活性,更适合在人类生活、工作的环境中与人类协同作业,或代替人类工作。得益于人机交互、软体机器人控制、机器人生物行走等新型技术的不断发展,当前世界范围内仿生机器人的研究工作已经取得了一定成果。具体来看,仿生机器人主要分为以下两大类:
     
      首先是仿人机器人。这类机器人是指模仿人类形态、运动、感知和交互功能的机器人系统。研究人员通过研发,最终希望仿生机器人可在危险环境下代替人进行工作,或在日常生活中为人提供服务。例如波士顿动力公司开发的液压驱动双足步行机器人Atlas、我国哈尔滨工业大学、清华大学等研制开发的双足步行机器人等。

    仿生机器人
     
      其次是仿动物机器人。这类仿生机器人一般都是模仿自然界中的哺乳动物、昆虫、两栖动物等制造的,适合在野外、灾害现场等特殊环境下进行运输、救援作业。在这一领域中,小编不得不单独提一提我国重点研究的仿鱼机器人。研究仿生机器鱼可以极大提升水下机器人的效率、性能和复杂环境适应能力,代替人类完成长期水下监控和作业。例如北京航空航天大学研制的SPC系列仿鱼机器人,该型机器人在水下考古、环境监控中进行了应用示范。

    仿生机器鱼
     
      据小编了解,针对不同应用需求,国内外学者开发了各种不同类型的仿生机器人。其中最令小编叹服的是德国著名的气动元件和系统的制造商Festo,该公司每年都会推出一些令人叹为观止的仿生机器人。例如连同类都分辨不出真假的的机器鸟SmartBird,应用于海底勘探的仿生水母AquaJelly,全球第一个能够模拟飞行状态的仿生蜻蜓机器人BionicOpter以及艺术品般的蝴蝶仿生机器人eMotion。

    仿生蝴蝶
     
      虽然现下已经有以上那么多的仿生机器人产品问世,但这些产品中不难看出,各国对于仿生机器人的研究都还处于初级阶段。但如此居高不下的研究热情也从另一个方面展现出了仿生机器人不俗的市场前景。据麦肯锡预测,到2025年,全球医疗、增强人体机能、个人和家庭服务、商业服务机器人规模化应用的潜在经济影响每年将达到1.1万亿至3.3万亿美元。
     
      如此丰厚的市场价值,当然会引起许多国家对仿生机器人的重视,其中还有不少国家制定了相关发展战略。日本算是其中布局仿生机器人领域最为积极的。早在2015年1月日本就发布《机器人新战略》。韩国也先后出台了《智能机器人促进法》、《智能机器人基本计划》、《服务机器人产业发展战略》,并于2014年8月,发布了第二个智能机器人开发5年计划。而我国的仿生机器人研究虽然已取得了不少成就,但要赶超那些在仿生机器人领域深耕多年的国家,就必须解决以下几个问题:
     
      首先是整体技术水平有待提高。在整体功能、稳定性和可靠性方面,我国与日本相比还存在差距,本体机构设计、运动规划、控制等关键技术也有待提高。
     
      其次是精密减速器、伺服电机、伺服驱动器等核心关键零部件长期依赖进口,亟须突破。这也是我国机器人产业发展存在的通病,不仅是仿生机器人领域,其它机器人领域亦然。
     
      最后是企业参与度低。我国仿人机器人的研发,大都集中在高校或研究机构,而各机器人企业真正研究仿生机器人的寥寥无几。
     
      全球仿人机器人大都处于研发阶段,初步实现了产业化。对我国而言,这是一个良好机遇,必须把握住仿人机器人产业处于起步阶段这一契机,出台发展战略,加大技术研发力度,建立共享研究平台,鼓励企业与机器人产业融合,加强相关人才储备,最终抢占这一前沿科技的制高点。
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