仿生机器人分析.pptx
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1、 仿生机器人仿生学仿生学n定义:仿生学(仿生学(bionics bionics)是指模仿生物建造技)是指模仿生物建造技术装置的科学,它是在上世纪中期才出现的一门术装置的科学,它是在上世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术。发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术。从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时间内,它的研究成果已经非常可观。仿生学的问间内,它的研
2、究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生物界世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生物界索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的眼界,显索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的眼界,显示了极强的生命力。示了极强的生命力。仿生仿生机器人技术简介机器人技术简介n n定义n n分类n n特点n n国内外研究情况n n目前存在难题n n发展方向 仿生机器人定义仿生机器人定义n n模仿自然界中生物的外形、运动原理或行为方式的系统,能从事生物特点工作的机器人。返回首页按照所模仿对象进行分类按照所模仿对象进行分类n n仿人,包括仿人的机械臂和仿人步行。n n仿生物。n n生物机器人。返回首页仿
3、生机器人特点仿生机器人特点n n多为冗余自由度或超冗余自由度的机器人,机构复杂。n n其驱动方式不同于常规的关节型机器人,通常采用绳索、人造肌肉或形状记忆合金等驱动。返回首页仿生机器人国内外研究情况仿生机器人国内外研究情况n n水下仿生机器人n n空中仿生机器人n n地面仿生机器人n n仿人机器人n n生物机器人返回首页仿生機械仿生機械海下海下水下仿生机器人水下仿生机器人北航北航水下仿生机器鱼水下仿生机器鱼日本日本水下仿生机器鱼水下仿生机器鱼日本日本 Underwater-Wandan nPower Supply:NiCd Power Supply:NiCd Batteries+17 VBat
4、teries+17 Vn nDynamic:Dynamic:n nPurpose:SwimmingPurpose:SwimmingJohn Kumph iRobothttp:/robosapiens.mit.edu/wanda.htmArieliRobothttp:/robosapiens.mit.edu/ariel.htmn nSensor:Motor position,foot contact,pressure Sensor:Motor position,foot contact,pressure (underwater),flow(underwater),compass,(underwa
5、ter),flow(underwater),compass,inclinometer,metal detectorsinclinometer,metal detectorsn nPower Supply:22 NiCd cells Power Supply:22 NiCd cells n nCost:$50000(materials only)Cost:$50000(materials only)n nDynamic:Dynamic:n nPurpose:mine sweepingPurpose:mine sweeping水下仿生机器人水下仿生机器人美国美国返回首页空中仿生机器人空中仿生机器人
6、n n定义n n举例空中仿生机器人定义空中仿生机器人定义n n具有自主导航能力,无人驾驶的飞行器。返回空中仿生机器人举例空中仿生机器人举例n n美国机器蝇n n法国机器鸟返回首页地面仿生机器人地面仿生机器人返回返回蛇形机器人蛇形机器人返回返回 蒼龍蒼龍、号機号機 Shigeo Hirose TITechShigeo Hirose TITechhttp:/mozu.mes.titech.ac.jp/hirohome.htmlhttp:/mozu.mes.titech.ac.jp/hirohome.htmln nSensor:(CCD x2+Microphone)Sensor:(CCD x2+Mi
7、crophone)n nPower Supply:DC12V BatteryPower Supply:DC12V Batteryn nDynamic:Motor 72W x1+17W x2Dynamic:Motor 72W x1+17W x2n nPurpose:SaviourPurpose:Saviour爬壁机器人爬壁机器人NINJADynamic:Dynamic:A A VM(Valve-regulated Multiple)suction padVM(Valve-regulated Multiple)suction pad Purpose:Purpose:清洗窗戶清洗窗戶!高速道路牆壁檢
8、查高速道路牆壁檢查!Avi:Avi:1 1Shigeo HiroseShigeo HiroseTITechTITechhttp:/mozu.mes.titech.ac.jp/hirohomhttp:/mozu.mes.titech.ac.jp/hirohome.htmle.html TITAN-VIII (Roller-Walker)n nSensor:Potentiometer for each joint Sensor:Potentiometer for each joint n nPower Supply:DC 30 to 48v(for motors)Power Supply:DC 3
9、0 to 48v(for motors)DC 5v,+-15v(for drivers)DC 5v,+-15v(for drivers)n nCost:Cost:24years,40persons24years,40personsn nDynamic:Dynamic:TITechDriver Ver.2TITechDriver Ver.2n nPurpose:Rescue(VII),Load(VIII)Purpose:Rescue(VII),Load(VIII)n nAvi:Avi:movemoveShigeo HiroseShigeo HiroseTITechTITechhttp:/mozu
10、.mes.titech.ac.jphttp:/mozu.mes.titech.ac.jp/hirohome.html/hirohome.htmlRocker Bogie Sole Stiquiton nPower Supply:9V batteryPower Supply:9V batteryn nCost:$10Cost:$10n nDynamic:Nitinol WiresDynamic:Nitinol Wires(記憶金屬記憶金屬)n nPurpose:Muscle wirePurpose:Muscle wiren nAvi:Avi:1 1、2 2James M.Conrad(Resea
11、rch Triangle Park)Jonathan W.Mills(Indiana University)http:/www.cs.indiana.edu/robotics/colony.html返回首页最成功的四足机器人最成功的四足机器人BigDog仿人机器人仿人机器人n仿人肢体型n仿人双足型返回首页日本双足机器人日本双足机器人n n日本本田和大阪大学联合研制的P1,P2,P3型仿人步行机器人。n n在P3基础上研制了ASIMO智能机器人(1.2m,43kg,)爬楼梯,6km/h奔跑,声音识别,通过头部照相机捕捉画面识别人类各种手势和10种脸型。返回TMSUK04 T5 http:/www
12、.tmsuk.co.jp/jap/index.html遠端操控1993年1月開発 1996年1月開発 1997年開発 TMSUK04TMSUK04 1999年開発T5 2000年開発TMSUK04-2 株式会社 危険地域(工事現場災害現場)滅火!2000年前后,日本年前后,日本SONY、丰田、本田、富士通等公、丰田、本田、富士通等公司开发并展示了一系列类人型机器人产品,具备了较高司开发并展示了一系列类人型机器人产品,具备了较高的水平。的水平。SDR-4X(Sony Dream Robot)http:/www.watch.impress.co.jp/pc/docs/2002/0320/sony.
13、htm1994 P1ASIMO SDR 2000P31997 P2PS:Prototype=原形 ASIMO=short for Advanced Step in Innovative Mobility 1996公開發表震撼機械人學界!1988年国防科技大学研制成功了六关节平面运动型双年国防科技大学研制成功了六关节平面运动型双足步行机器人。足步行机器人。2000年,我国第一台类人型机器人在国防科大研制成年,我国第一台类人型机器人在国防科大研制成功。功。目前,国内也有较成熟的类人型机器人产品。目前,国内也有较成熟的类人型机器人产品。Nao机器人机器人法国法国Aldebaran-Robotics
14、公司的产品。公司的产品。RoboCup机器人世界杯的标准平台组比赛用机器人。有视觉、听觉和姿态传感,能感知外部环境和自身姿有视觉、听觉和姿态传感,能感知外部环境和自身姿态。态。它可在它可在 Linux、微软或、微软或 MacOS 等多种平台上编程开发。等多种平台上编程开发。价格约为十多万人民币。价格约为十多万人民币。n n机器人综合特性参数:机器人综合特性参数:机器人综合特性参数:机器人综合特性参数:体型特征:体型特征:体型特征:体型特征:身身 高:高:5858公分公分体体 重:重:4.3 Kg4.3 Kg身体类型:身体类型:工业塑料工业塑料能耗:能耗:能耗:能耗:电电 源:源:AC 90-2
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