国外六足仿生机器人研究现状论文

“仿生人”一词最早诞生于上世纪70年代。当时美国正在流行一部名为“600万美元人类”的科幻电视剧，在剧中，人们看到了宇航员在一次任务中险些丧命，后来其肢体被人造器官重建。几十年后，这种科幻场景在雷克斯身上得到了印证。世界首个有血有肉的仿生人亮相伦敦博物馆后，仿生人有血有肉还会说笑话引起了不少人好奇。这位耗资百万打造的仿生机器人身体框架逐渐与人类靠近，这位名叫雷克斯的仿生人胰腺、肺、脾脏、耳蜗、视网膜等人造器官，甚至还有人工血液循环系统，在外形上也与人类相似，几乎达到以假乱真的地步。助步机和人造肌腱帮助它直立起来行走，它的胳膊和手掌依靠电池行动自如，视网膜芯片和眼镜相机的组合帮助它拥有了视力，人工心脏使它产生心跳甚至是呼吸，人造耳蜗让它拥有听觉，3D打印技术则赋予了其骨骼。俄罗斯的i-Free公司为其提供了人工智能技术，通过这一技术，一些小的指令得以被识别，雷克斯甚至可以说上几个幽默的笑话。NeoSpeech公司提供的语音技术帮助其发声，著名物理学家史蒂芬·霍金就是利用该公司的语音合成技术与外界进行沟通的。 牛津大学的罗伯特·麦克拉伦(Robert MacLaren)教授说表示，希望完全失明的病人(通过这一技术)能够看见基本的形状和物体。科学家希望该技术能有朝一日对人体衰竭的心脏、肾脏、胰腺和脾脏等进行替换，从而解决世界范围内捐赠器官不足的问题。事实上，SynCardia系统公司的人造心脏已经拯救了许多生命，有超过1千人移植了这种由电池驱动的心脏。在找到合适的捐赠心脏之前，它能替代生病的心脏进行工作。脚和脚踝是由麻省理工学院的休·赫尔（Hugh Herr）教授开发的。人造脚和脚踝模仿了腓肠肌和跟腱的运动。

可以利用动作捕捉技术研究仿生机器人，用动作捕捉技术来记录和分析动物的运动特性，并将其应用于仿生机器人的运动规划和控制的研究。这种研究可以帮助提高仿生机器人的灵活性、速度、稳定性等性能，也可以为机器人、三维动画、虚拟现实等领域提供新的思路和方法。

仿生机器人是指依据仿生学原理，模仿生物结构、运动特性等设计的机电系统，已逐渐在反恐防爆、太空探索、抢险救灾等不适合由人来承担任务的环境中凸显出良好的应用前景。 研制仿生机器人的灵感来源于自然界中的动物，比如蜥蜴是有着优秀运动能力的爬行动物，能够在断壁残垣中自由穿行，对蜥蜴爬行动作的研究可为仿生救灾机器人的研究提供理论基础。 根据仿生学的主要研究方法，需要先研究生物原型，将生物原型的特征点进行提取和数学分析，获取运动数据，建立运动学和动力学计算模型，最后完成机器人的机械结构与控制系统设计。 吉林大学威海仿生研究院的研究人员在进行生物原型研究及数学建模时，需要观察蜥蜴运动时的姿态，为此他们在蜥蜴的身体及四肢的粘贴反光标记点，使用NOKOV（度量）光学三维动作捕捉镜头捕捉标志点并获取各点空间坐标。依赖于动作捕捉系统强大的数据处理功能，可通过后处理模块计算出蜥蜴足端与脊椎的三维运动轨迹、运动时身体的摆动角度、运动的速度与加速度。 NOKOV度量动作捕捉的采集频率可达到380Hz，保证采集的运动数据不会失真。利用这些生物原型的特征点信息，研究者可建立蜥蜴运动的计算模型，从而为仿生机器人设计制造提供理论基础。