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仿生物機器有哪些

發布時間:2023-05-05 12:14:32

1. 仿生機器人詳細資料大全

「仿生機器人」是指模仿生物、從事生物特點工作的機器人。目前在西方國家,機械寵物十分流行,另外,仿麻雀機器人可以擔任環境監測的任務,具有廣闊的開發前景。二十一世紀人類將進入老齡化社會,發展「仿人機器人」將彌補年輕勞動力的嚴重不足,解決老齡化社會的家庭服務和醫療等社會問題,並能開辟新的產業,創造新的就業機會。」

基本介紹

前途,體系結構,實例,機器蠍子,機械蟑螂,機器梭子魚,機器蛙,機器蜘蛛,機器鮪魚,機器人壁虎,機器水母,

前途

首先,模仿某些昆蟲而製造出來的機器人並非簡單。比如,國外有的科學家觀察發現,螞蟻的大腦很小,視力極差,但它的導航能力高超:當螞蟻發現食物源後回去召喚同伴時,是把這一食物的映像始終存儲在它的大腦里,並利用大腦里的映像晌渣與眼前真實的景像相匹配的方法,循原路返回。科學家認為,模仿螞蟻這一功能,可使機器人在陌生的環境中具有高超的探路能力。 其次,不論何時,對仿生機械(器)的研究,都是多方面的,也就是既要發展模仿人的機器人,又要發展模仿其他生物的機械(器)。機器人未問世之前,人們除研究製造自動偶人外,對機械動物非常感興趣,如傳說諸葛亮製造木牛流馬,現代計算機先驅巴貝吉設計的雞與羊玩具,法國著名工程師鮑堪松製造的鳧水的鐵鴨子等,都非常有名。 在機器人向智慧型機器人發展的時程中,就有人提出「反對機器人必須先會思考才能做事」的觀點,並認為,用許多簡單的機器人也可以完成復雜的任務。20世紀90年代初,美國麻省理工學院的教授布魯克斯在學生的幫助下,製造出一批蚊型機器人,取名昆蟲機器人,這些小東西的習慣和蟑螂十分相近。它們不會思考,只能按照人編制的程式動作。 幾年前,科技工作者為聖地亞哥市動物園製造電子機器鳥,它能模仿母兀鷹,准時給小兀鷹餵食;日本和俄羅斯製造了一種宴沒悄電子機器蟹,能進行深海控測,採集岩樣,捕捉海底生物,進行海下電焊等作業。美國研製出一條名叫查理的機器鮪魚,長1.32米,由2843個零件組成。通過擺動軀體和尾巴,能像真的魚一樣游動,速度為7.2千米/小時。可以利用它在海下連續工作數個月,由它測繪海洋地圖和檢測水下污染,也可以用它來拍攝生物,因為它模仿鮪魚惟妙惟肖。 有的科學家正在設計鮪魚潛艇,其實就是鮪魚機器人,行駛速度可達20節,是名副其實的水下游動機器。它的靈活性遠遠高於現有的潛艇,幾乎可以達到水下任何區域,由人遙控,它可輕而易舉地進入海底深處的海溝和洞穴,悄悄地溜進敵方的港口,進行偵察而不被發覺。作為軍用偵察和科學探索工具,其發展和套用的前景十分廣闊。 同樣,研究製造昆蟲機器人,其前景也是非常美好的。例如,有人研製一種有彈性腿的機器昆蟲,大小隻有一張信用卡的1/3左右,可以像蟋蟀一樣輕松地跳過障礙,一小時幾乎可前進37米。這種機器昆蟲最特殊的地方是突破了「牽動關節必須加發動機」的觀念。發明家用的新方法是:由鉛、鋯、鈦等金屬條構成一個雙壓電晶片調節器。當充電時,調節器彎曲,充完電了它又彈回原狀,反復充電,它就成了振動條。在振動條上裝有昆蟲肢體,振動條振動就成了機器昆蟲的動力,每次振動都會使這種爬行昆蟲前進2毫米。通過一隻「蟲王」就可以控制一大群機器昆蟲,由它以接力形式把控制指令傳送給每個機器昆蟲。套用這種機器昆蟲可以在戰場上完成偵察、運送物品,或在其他星球進行探路。 仿生機器人

體系結構

機器人體系結構,就是指為完成指定目標的一個或幾個機器人在信息處理和控制邏輯方面的結構方式。 基於功能來分解 基於功能分解的體系結構在人工智慧上屬於傳統的慎思式智慧型,在結構上體現為串列分布,在執行方式上屬於非同步執行,即按照「感知一規劃一行動」的模式進行信息處理和控制實現。以美國國家航天局和美察兆國國家標准局所提出的NASR人MtI〕為典型代表。這種體系結構的優點是系統的功能明了.層次清晰,實現簡單。但是申行的處理方式大大延長了系統對外部事件的回響時間,環境的改變導致必須重新規劃,從而降低了執行效率。因此只適合在已知的結構化環境下完成比較復雜的工作。 基於行為來分解 基於行為分解的體系結構在人工智慧上屬於現代的反應式智慧型,在結構上體現為並行(包容)分布,在執行方式上屬於同步執行,即按照「感知一行動」的模式並行進行信息處理和控制。以麻省理工的R.A.Brooks所提出的行為分層的包容式體系結構(SubsumptionArchitecture) 和Arkin提出的基於MotorSc hema的結構為典型代表。其主要優點就是執行時間短、效率高、機動能力強。但是由於缺乏整體的管理,很難適應於各種情況。因此只適用於在沐淘環境下執行比較簡單的任務。 基於智慧型分布來分解 基於智慧型分布的體系結構在人工智慧上屬於最新的分散式智慧型,在結構上體現為分散分布,在執行上屬於協同執行,既可以單獨完成各自的局部問題求解,又能通過協作求解單個或多個全局問題。以基於多智慧型體的體系結構為典型代表。這種體系結構的優點是既具有「智慧型分布」的特點,又有統一的協調機制。但是如何在各個智慧型體之間合理的劃分和協調仍然需要大量的研究和實踐。該體系結構在許多大型的智慧型信息處理系統上有著廣泛的套用。 除以上三類主要的體系結構之外,還有一些改進的混合式體系結構,如帶反饋環節的行為分解模式、基於分散式智慧型的分層體系結構、基於功能分解的多智慧型體結構等等。但是從整體上來看,它們或是在功能模組的靈活性和擴展性上不足,或是沒能很好的協調慎思式智慧型與反應式智慧型,或是各層次間的交流機制不夠完善。 控制體系 仿生式體系結構的思想原理 從本質上來講,慎思式智慧型、反應式智慧型以及分散式智慧型,都是對生物控制邏輯和推理方式的一種借鑒和仿生,但由於客觀條件的限制和需求目的的局限,它們都只是從某一個角度和方向對生物智慧型的一種片面的、局部的模仿。本文的仿生式體系結構就是以前述的生物控制邏輯和行為推理為基礎,充分借鑒基於慎思式智慧型、反應式智慧型和分散式智慧型等三種體系結構思想的優點與不足之處,針對機器人特別是未知環境下工作的移動機器人在控制體系結構方面所存在的缺點和問題,提出一種具有適應行為與進化能力的新的控制思想與理念。 借鑒分散式智慧型的思想,在控制體系結構中引人社會式行為控制層; 借鑒生物的自適應性思想,在控制體系結構中實現本代內的由慎思式行為層到反射式行為層的學習; 借鑒生物的自進化性思想,在控制體系結構中實現多代間的由反射式行為層向本能式行為層的進化(或退化)。 所以,仿生式體系結構共有四個行為控制層組成,即本能式行為控制層、反射式行為控制層、慎思式行為控制層和社會式行為控制層,它們並行接收來自感知層的外部和內部信息,各自作出邏輯判斷和反應,發出控制信息到末端執行層,通過競爭和協調來調節自身並適應外部環境,從而按照目標完成工作任務。

實例

機器蠍子

長約50厘米的機器蠍子與其他傳統的機器人不同,它沒有解決復雜問題的能力。機器蠍子幾乎完全依靠反射作用來解決行走問題。這就使得它能夠迅速對困擾它的任何事物做出反應,它的頭部有兩個超音波感測器。如果碰到高出它身高50%%的障礙物,它就會繞開。而且,如果左邊的感測器探測到障礙物,它就會自動向右轉。

機械蟑螂

不只是蠍子,就連蟑螂也能給科學家提供設計的靈感,科學家們發現,蟑螂在高速運動時,每次只有三條腿著地,一邊兩條,一邊一條,循環反復,根據這個原理,仿生學家製造出機械蟑螂,它不僅每秒能夠前進三米,而且平衡性非常好,能夠適應各種惡劣環境,不遠的將來,太空探索或排除地雷,就是它的用武之地

機器梭子魚

麻省理工學院的機器梭子魚,是世界上第一個能夠自由游動的機器魚。它大部分是由玻璃纖維製成的,上覆一層鋼絲網,最外面是一層合成彈力纖維。尾部由彈簧狀的錐形玻璃纖維線圈製成,從而使這條機器梭子魚既堅固又靈活。一台伺服電動機為這條機器魚提供動力。

機器蛙

機器蛙腿的膝部裝有彈簧,能像青蛙那樣先彎起腿,再一躍而起。機器蛙在地球上一躍的最遠距離是2.4米;而在火星上,由於火星的重力大約為地球的1/3,機器蛙的跳遠成績則可遠達7.2米,接近人類的跳遠世界紀錄。因此它不會再像2007年的火星越野車那樣在一塊小石頭面前一籌莫展了。

機器蜘蛛

這是太空工程師從蜘蛛攀牆特技中得到靈感而創造出的。它安裝有一組天線模仿昆蟲觸角,當它邁動細長的腿時,這些觸角可探測地形和障礙。機器蜘蛛原形很小,直立高度僅18厘米,比人的手掌大不了多少。「蜘蛛俠」們不僅能攀爬太空越野車無法到達的火星陡坡地形,而且成本也經濟許多,這樣,一大批太空「蜘蛛俠」就會遍布在火星大地的各個角落。

機器鮪魚

機器鮪魚機器鮪魚是麻省理工學院自「查理」之後在機器魚研製方面取得的最新成果。這個新原型擁有柔軟的身體,體內只裝有1台發動機以及6個移動部件,使其能夠在更大程度上模擬真實魚的移動。

機器人壁虎

珠海新概念航空太空飛行器有限公司李曉陽博士和他領導的研究組,2008年11月15日研製成功仿生機器人壁虎「神行者」。仿生機器人壁虎「神行者」作為一種體積小、行動靈活的新型智慧型機器人,有可能在不久的將來廣泛套用於搜尋、救援、反恐,以及科學實驗和科學考察。據李曉陽博士介紹,這種機器人壁虎,能在各種建築物的牆面、地下和牆縫中垂直上下迅速攀爬,或者在天花板下倒掛行走,對光滑的玻璃、粗糙或者粘有粉塵的牆面以及各種金屬材料表面都能夠適應,能夠自動辨識障礙物並規避繞行,動作靈活逼真。其靈活性和運動速度可媲美自然界的壁虎。

機器水母

美國海軍研究辦公室研製一種「機器水母」,它可用於監測水面艦船和潛艇,探測化學溢出物,以及監控回遊魚類的動向。這些機器水母是由生物感應記憶合金製成的細線連線,當這些金屬細線被加熱時,就會像肌肉組織一樣收縮。

2. 有哪些儀器是仿生物的

雷達仿蝙蝠

3. 根據仿生學的動物發明的機器有哪些

1.由令人討厭的蒼蠅,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀.已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分.
2.從螢火蟲到人工冷光;
3.電魚與伏特電池;
4.水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計絕棗了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義.
5.人們根據蛙眼的視覺原理,已研製成功一種電子蛙眼.這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,准確無誤地識別出特定形狀的物體.把電子蛙眼裝入雷達系統後,雷達抗干擾能力大大提高.這種雷達系統能快速而准確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等.特別是能夠區別真假導彈,防止以假亂真.
電子蛙眼還廣泛應用在機場及交通要道上.在機場,它能監視飛機的起並團拆飛與降落,若發現飛機將要發生碰撞,能及時發出警報.在交通要道,它能指揮車輛的行駛,防止車輛碰撞事故的發生.
6.根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿製了盲人用的「探路儀」.這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等.如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成.
7.模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從或梁而可獲得大量的氫氣.
8.根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿製了人力增強器——步行機.
9.現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子.
10.屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲.
11.船槳模仿的是魚的鰭.
12.鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草.
13.蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣.
14.嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味探測儀提供了思路.
15.壁虎腳趾對製造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景.
16.貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上.

4. 除了飛機,潛水艇,雷達,電子鼻還有哪些仿照動物的特爭做的機器

1.生物學家通過對蛛絲的研究製造出高級絲線,抗撕斷裂降落傘與臨時吊橋用的高強度纜索。
2.響尾蛇導彈等就是科學家模仿蛇拍廳的「熱眼」功能和其舌上排列著一種似照相機裝置的天然紅外線感知能力的原理,研製開發出來的現代化武器。
3.火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理。
4.科研人員通過研究變色龍的變色本領,為部隊研製出了不少軍事偽裝裝備。
5.科學家研究青蛙的眼睛,發明了電子蛙眼。
6.白蟻不僅使用膠粘劑建築它們的土堆,還可以通過頭部的小管向敵人噴射膠粘劑。於是人們按照同樣的原理製造了工作的武器—一塊干膠炮彈。
7.美國空軍通過毒蛇的「熱眼」功能,研究開發出了微型熱感測器。
8.根據鶴的體態設計出了掘土機的懸臂
9.在一戰期間,人們從毒氣戰倖存的野豬身上中獲得啟示,模仿野豬的鼻子設計出了防毒面具。
10.青蛙是水陸兩棲動物,體育工作者就是認真研究了青蛙在水中的運動姿勢,總結出一套既省力、又快速的游泳動作——蛙泳。
11.為潛水員製作的蹼,幾乎完全按照青蛙的後肢形狀做成,這就大大提高了桐賀鉛潛水員在水中的活動能力。
12.信天翁是一種海鳥,它具有淡化海水的器官——「去鹽器」。對其「去鹽器」的結構及其工作原理的研究,可以啟發人們去局好改善舊的或創造出新的海水淡化裝置。 。。

5. 仿生機械,真正的黑科技

仿生機械就是模仿生物的形態、結構和控製做銀原理純陵宴設計製造出的功能更集中、效率更高並具有生物特徵的機械。研究仿生機械的學科稱為仿生機械學,它是20世紀60年代末期由生物學、生物力學、醫學、機械工程、控制論和電子技術等學科相互滲透、結合而形成的一門邊緣學科。仿生機械研究的主要領域有生物力學、控制體和機器人。

把生物系統中可能應用的優越結構和物理學的特性結合使用,人類就可能得到在某些性能上比自然界形成的體系更為完善的仿生機械。

專門研製的翼膜通過約 45000 個點緊密地焊接在一起,所以具有足夠的彈性,即使在收起雙翼時,也幾乎沒有褶皺。蜂窩結構可以防止裂紋進一步擴大,即使翼膜出現輕微損傷,BionicFlyingFox 仍能繼續飛行。

運動追蹤系統的重要組成部分是兩台紅外相機,它們被安裝汪前在一個雲台上,相機可以隨意轉動傾斜,以便追蹤 BionicFlyingFox 的整個飛行過程。藉助兩翼與兩條後肢的四個特殊紅外標記,相機能夠識別人造狐蝠的運動。

另一個新型的蜘蛛機人 BionicWheelBot 更有意思,它的原型是摩洛哥後翻蜘蛛,為了適應沙漠環境的生活,它有一種獨特的行走方式,通過空中翻轉與地面翻滾的組合來移動。而這樣的驅動方式在仿生學中有重要意義。

在翻滾模式下,人工蜘蛛和自然界的摩洛哥後翻蜘蛛一樣,可以比行走時更快地移動。這款機器人甚至能夠應對高達 5% 的坡度。

這個機器人看起來有點嚇人,但它能像兩棲動物一樣爬行,穿過草地。它對研究蠑螈的中樞神經網路提供重要幫助。

它能像兩棲動物一樣爬行、扭動。

這個只有「白骨」的設計,不讓人毛骨悚然才怪呢!

還有更牛的

Smartbird可以完美模擬鳥類的飛行狀態甚至令人難辨真偽

它們像正常的鳥類一樣依靠翅膀提供飛行動力

它們的雙翼不僅可以上下拍動,還可以按照一定的角度進行扭轉~

除了仿生鳥Festo的科學家們還造出了仿生蜻蜓 仿生蜻蜓BionicOpter與真正的蜻蜓一樣能夠向任意方向飛行。

它的四翼使用碳纖維

做成可折疊翅膀

每秒可以拍打20次

看到這么精密的機械結構

簡直有種在做工程學設計的感覺

這款仿生蜻蜓

不但可以實現減速和急轉彎

還能做到懸停和倒退。

6. 請問模仿生物的哪些發明

模仿生物的發明有:蝙蝠超聲定位器的原理製作探路儀,螢稿慎火蟲研究人工冷光,電魚研究伏特電池。水母研究水母耳風暴預測儀,人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究步行機,動物的爪子研究磨基現代起重機的掛鉤。
更多關於模仿生物的哪些發明瞎敬謹,進入:https://m.abcgonglue.com/ask/2ea2011615841032.html?zd查看更多內容

7. 仿生物科技有什麼

1、鯊魚皮泳衣;
2、海豚形狀的運輸機;
3、撲翼飛機;
4、模仿海豚的艦船聲納探測系統;
5、模仿昆蟲的偏振光定位系統;
6、模仿狗的電子鼻有害氣體感測器。

8. 有哪些仿生技術產品

1。由令人討厭的蒼蠅,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
2。從螢火蟲到人工冷光;
3。電魚與伏特電池;
4。水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海頌叢和漁業的安全都有重要意義。

5.電子蛙眼
6。根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿製了盲人用的「探路儀」。這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。
7。模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。
8。根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿製了人力增強器——步行機。
9。現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。
10。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
11。船槳模仿的是魚的鰭。
12。鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草。
13。蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。
14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味陸核探測儀提供了思路。
15。壁虎腳趾對製造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。
16。貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。
17。利用蝙蝠的回聲定位系統的雷達
18。利用龜殼結構的澳大利亞歌劇院
19。早櫻掘利用長頸鹿的結構的宇航服

9. 通過仿生學發明的東西有哪些

根據仿生學發明的東西有:

青蛙-電子蛙眼

魚-潛水艇

響尾蛇-探熱器

企鵝-雪地汽車

袋鼠-跳躍機

蒼蠅-平衡竿

蒼蠅-振動陀螺儀

長頸鹿-「抗荷服」

響尾蛇-紅外線感受器

鱷魚「流淚」-仿生海水淡化器

拓展資料

仿生學是一門既古老又年輕的學科。人們研究生物體的結構與功能工作的原理,並根據這些原理發明出新的設備、工具和科技,創造出適用於生產,學習和生活的先進技術。

仿生學一詞是1960年由美國斯蒂爾根據拉丁文「bios(生命方式的意思)」和字尾「nlc(『具有……的性質』的意思)」構成的。這個詞語大約從1961年才開始使用。某些生物具有的功能迄今比任何人工製造的機械都優越得多,仿生學就是要在工程上實現並有效地應用生物功能的一門學科。

例如關於信息接受(感覺功能)薯談悄、信息傳遞(神經功能)、自動控制系統等,這種生物體的結構與功能在機械設計方面給了很大啟發。可舉出的仿生學例子,侍譽如將海豚的體形或皮膚結構(游泳時能使身體表面不產生紊流)應用到潛艇設計原理上。

又比如,蒼蠅是細菌的傳播者,一般歸類為害蟲,可是蒼蠅的楫翅是天然導航儀。而且,它的眼睛是一種「復眼」,由3000多隻小眼組成,人們模仿它製成了「蠅眼透鏡」。「蠅眼透鏡」是數渣一種新型光學元件,它的用途很多。「蠅眼透鏡」是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以製成「蠅眼照相機」,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用於印刷製版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量。

仿生學也被認為是與控制論有密切關系的一門學科,而控制論主要是將生命現象和機械原理加以比較,進行研究和解釋的一門學科。

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