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1、2007年4月机床与液压Apr2007第35卷第4期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol35No4*仿生微型机器人的研究与发展1,222周群,何斌,岳继光(1上海理工大学理学院,上海200093;2同济大学控制科学与工程系,上海200090)摘要:仿生微型机器人是目前机器人发展的研究热点和趋势之一。本文对国内外仿生微型机器人的研究和开发作了综述和总结。指出了目前存在的问题,并对仿生微型机器人实用化的关键技术和发展趋势进行了探讨。关键词:仿生;微型;机器人中图分类号:Q811;TP242文献标识码:A文章编号:1001-3881(2007)4-225-4Re
2、searchandDevelopmentofMicroBiomimeticRobotics1,222ZHOUQun,HEBin,YUEJiguang(1ScienceCollege,UniversityofShanghaiforScience&Technology,Shanghai200093,China;2DepartmentofControlScience&Engineering,TongjiUniversity,Shanghai200090,China)Abstract:Micromationandbiomimeticsarehotspotsandtrendofrobotics
3、researchatpresentAgeneralsummaryandoverviewofmicrobiomimeticroboticsweremadeupondozensofreferenceshomeandabroadTheexistingproblemswereproposedandthedevelop-menttrendofmicro-biomimeticroboticswaspredictedaswellKeywords:Biomimetics;Minisize;Robotics0引言要的推动作用,而且对人类生活方式的变革具有促进20世纪90年代以来,机器人技术的应用开
4、始从作用,在农业、核工业、医学、军事和航空等领域里制造领域扩充到非制造(比如宇宙探测、海底探察、有着广泛的应用。在农业上,可以用来杀灭害虫,定管道铺设和检修、医疗、军用、娱乐等)领域,从点洒农药。在核工业上,可以用来处理核电站事故、而基于非结构环境、极限环境下的先进和特种机器人进行设备维修以及对核燃料进行处理。在医学上,医技术及应用研究已成为机器人技术研究和发展的主要用微型机器人的研究正在不断取得进展。2000年6方向。地球生物历经长年进化,不仅具备超乎寻常的月瑞典科学家初步研制出一种新的超微型机械人,尺对自然环境的适应能力,而且更有功能和特性极其完寸只有05mm025mm,科学家
5、相信将来可以把它备的动作机理和功能器官,为人们研发新型驱动原理放入人体的血管运行,帮助抽出不正常的细胞或检视的微型机器人提供了思路。基于仿生机理微特机器人细菌。在军事上,可以用于军事要地的报警、防卫战[1,2]驱动原理的研究是近年来研究的热点。略要地等;可以攻击敌人的重要设施,实现定点爆仿生机器人是模仿自然界中生物的外形或某些机破;可以深入敌后获取重要的军事情报。在航天上,能的机器人系统,可按照所模仿的运动机理、感知机发射微型卫星可以大大降低卫星的成本和发射费[4]理、控制机理及能量代谢和材料组成的不同来对其进用。[3]行划分。仿生研究及其相关技术是机器人研究领域的确,机器人学正在经历一
6、场革命。推动这场革内的新课题,国内外的诸多科学家在这一领域内开展命的是崭新的见解和慷慨的资助。尤其是美国国防远了卓有成效的工作。模拟各种动物在各种特定条件下景研究计划局(DARPA)和海军研究局(ONR),两[5]的卓越功能,根据其运动原理制造出可以代替人类从局向该研究领域共同投资数千万美元。这一慷慨的事恶劣环境下作业的仿生机器人。在未来的一段时期资助促进了工程师和生物学家的联手协作。新一代游内,这种基于仿生技术的微型机器人将会大量出现。水、飞行和爬行机器人正孕育而生。近十几年来,随着硅制造工艺和集成度的飞速发展,2仿生微型机器人的研究现状使得微型化成为可能,产生了一门新的学科微
7、型大小在10mm以下的机器人称为微机器人。开发机械电子系统(MEMS)。作者通过查阅文献,介绍几何尺寸为毫米级(甚至更小尺寸)的微型机器人了国内外大量仿生微型机器人的工作原理和研究成一直是机器人技术研究和开发的一个诱人的目标。目果,指出了微型机器人发展存在的瓶颈,并对仿生微前,工业先进国家都在进行这一工作,如日本通产省型机器人的发展趋势进行了展望。的微型机械十年计划(1993年开始实施),研究31仿生微型机器人的应用领域经费2
