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仿生机械手,人手上带一个类似手套,手怎么运动机械手就怎么运动,是什么原理?

促天科技 2025-04-28 03:48 0 0条评论

一、仿生机械手,人手上带一个类似手套,手怎么运动机械手就怎么运动,是什么原理?

机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。就像平衡器那样,里面有个塔轮,有个螺栓可以调节平衡重量.。主要是有一个程序的·,能计算出运转圈数,嵌入式的系统代码编写机械程序,以及一些电子电路设计,实现一定的机器智能

二、来自动物灵感的仿生设计有哪些

什么是仿生设计

自古以来,自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。经过亿万年的进化,生物逐渐具备了适应自然界变化的本领。人类运用其观察、思维和设计能力,开始了对生物的模仿,并制造出工具,增强了自己与自然界斗争的本领和能力。

仿生设计

早期的仿生设计

随着人类的不断进化,在我国古代就已经有了仿生设计,春秋战国时代鲁国匠人鲁班从能划破皮肤的带齿草叶得到启示而发明了锯子。古人还通过仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹,用木材做成鱼形的船体。

锯齿草叶

在外国文明史上,大致也经历了相似的过程。1800年左右英国科学家、空气动力学的创始人之一凯利,模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形,找到阻力小的流线型结构。还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线,对航空技术的诞生起了很大的促进作用。

空气动力测试

人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿,根据鸟类飞行机构的原理,终于制造了能够载人飞行的滑翔机。在一战时期,人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示,模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具。

防毒面罩

超科技仿生设计

人类不断进化的同时也不断刷新着我们对科技的认知,并且越来越超科技化,这一切离不开仿生学,蝙蝠机器人 BionicFlyingFox 原型是狐蝠,通过集成电子板和外置运动追踪系统的配合,人造狐蝠能够在特定空间内实现半自主飞行。

仿生机器蝙蝠上面绷了一层有弹性的翼膜,一直延伸到后肢。它的两翼展开宽度为 228 厘米,体长为 87 厘米,整体仅重 580 克。专门研制的翼膜通过约 45000 个点紧密地焊接在一起,所以具有足够的弹性,即使在收起双翼时,也几乎没有褶皱。蜂窝结构可以防止裂纹进一步扩大,即使翼膜出现轻微损伤,仍能继续飞行。

仿生机器蝙蝠

仿生机器蝙蝠

通过运动追踪系统和红外相机以及必要的控制指令,人们可以规划机器蝙蝠的飞行轨迹,并手动控制它的起飞与降落。

仿生机器蝙蝠

除此之外,美国还研发了很著名的机器狗与极微型侦察机器昆虫等等。

仿生机器昆虫

现代仿生设计

上面的仿生蝙蝠机器,仿生狗机器等离我们的生活比较远,其实我们生活中的仿生学随处可见。飞机,座椅,鞋等等都有着仿生设计的影子。

其实飞机的设计中有很多原理都来源于仿生学,机翼曲线源于鸟类,科学家从蝙蝠身上给飞机安装了雷达,鹰和隼的身上研发出了如何减小阻力,通过乌贼研发了喷气发动机,其中还有很多设计仿生于蝴蝶,苍蝇,鲨鱼等等。

飞机

不得不说,飞机的身上可谓到处是“生物”的身影。

黑鸟SR71

就连一些椅子,同样也是仿生设计,仿生设计为我们带来了工具,而人体工学设计是为了人的舒适与健康的产物,这两者结合为人类带来了科技与健康的结合,我们看到人体工学家具品牌「达宝利」设计的龙骨椅就是人体工学结合仿生设计。

达宝利龙骨椅

达宝利龙骨椅

人在久坐和出现不良坐姿时,腰和脊椎会受到一定挤压和变形,仿脊椎式座椅就是借鉴人类的骨结构,给你一个承托,让坐姿更健康更舒适。

达宝利龙骨椅

达宝利龙骨椅

2005年,Vibram首次在美国和欧洲推出Fivefingers(Vibram五指鞋)。堪称真正的“第二层皮肤”,其个性化的鞋头就是模仿于人类的五个“脚趾”,五指鞋不仅可以刺激脚底肌肉,促进血液循环,还能改善活动范围,尤其适合从事徒步旅行、攀爬、健身等运动,是目前世界上唯一能提供赤脚般走路带来无尽快乐的鞋子。

五指鞋

我们正生活在一个创造性的世界。

END

三、为什么仿生机器人的反应迟钝

设计的程序决定,人也不会一直走啊,走走停停就达到设计目的了,看动作,看停止,看轨迹等是否与设计一致。

四、工业机器人的发展趋势

一、机器人与人类社会的生活更为密切地结合起来,以为人作出更多的服务作为要素

二十年后,家中扫除、清洁的工作或老人的护理保健的工作可能全由机器人取代。美国旧金山的医院已开始使用机器人为病人送药、配药的服务。美国的阿伊机器人公司的总裁接受媒体采访时表示,该公司生产的家用大扫除机器人产品,2002年只有一百二十万美元销售额,到2004年已猛增10倍以上。还有,家居的全自动化,无需驾驶的自动汽车,等等,实在无法一一计数或作出预计。

二、机器人仿生性,生物性的大趋向

以趣味性、生物性来制造机器狗、猫、鱼等动物。譬如日本三菱重工附属公司RyomeiEngineering研制成功的金色机械鱼“金鱼虎”长1公尺,重25公斤,是一只不小的巨鱼,能自动畅游于水中,可协助监察桥梁的保安和搜集鱼汛的情况,监视河水污染等。索尼公司研制的Aibo机器狗会对主人声音有情绪反应,已能够模仿喜怒哀乐和恐惧等情绪,将来可出现代替真正导盲犬的机器狗。另外,电影《侏罗纪公园》的恐龙机器人等也是例子。这类仿生性机器人还被广泛用于军事上的侦察救险、情报传送,甚至杀敌于无形的手段上去。美国夏威夷大学设有水下机器人研究中心,已具相当规模。今年八月初俄罗斯迷你潜艇在海底为渔网所缠,困于190米下的深海,就得助于英国的“天蝎”号救援艇之助而脱险的,“天蝎”号就是海底机器人。

 

三、机器人最重要的发展是人性化

今年三月至九月于日本爱知举行的万国博览会,被称为机器人的大集合之展览会,有人甚至将之称作“机器人万国博览会”,从中亦可看出日本的这一产业优势及成果。在展场中,接待处、大会清扫工作、警备工作等,多以机器人的形式出现与取替。博览会期间还举办多项人与机器人有关的活动,其中最引人注目的还是人工智能及人性化的机器人的表演,譬如接待处的一位女性机器人能听、说六国语言,而且说话时眼、嘴皆会动,面部肌肉也有活动。大阪大学工学院在人工智能机器人的开发方面有不俗的成绩,石黑浩教授制作“ActroidRepliee”,以“电视台新闻播音员”的外貌现世,其手、头和上身皆可自如活动,外形逼真,惟妙惟肖。还有造型奇特有趣的高尔夫球机器人“坎迪—5”,它内置整个高尔夫球场的3D地形和球会会员的资料,并设置有全球卫星定位系统,能作360度自如旋转,它的系统将愈加精密,并更具人性化,科学家预计在2020年完成其全部制作时,它可充当球僮并可从旁给予击球建议。此外,尚有具“视觉”、“味蕾”的机器人,它的红外线测定可以对食物及饮品的成份、含量马上作出判定,譬如将一只苹果摆在其手臂前,可以打印出该只苹果的糖份、维生素含量等。最引人注目的是机器人管乐队的演奏,以机器人演奏真正的乐器,而且队形不断变换,演奏技术臻于上乘。东京大学于今年八月公布已开发出人的仿真性皮肤,可如人一样感受冷热、痛楚、温度反应,甚至一些人的皮肤未具有的功能都可以设定,这对仿造机器人的生命性又是一大进步。凡此种种,不一而足。