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1、第51卷第13期机械工程学报Vol.51No.132015年7月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJul.2015DOI：10.3901/JME.2015.13.027*仿生机器人研究现状与发展趋势1222王国彪陈殿生陈科位张自强(1.国家自然科学基金委员会工程与材料科学部北京100085；2.北京航空航天大学机器人研究所北京100191)摘要：仿生机器人是指依据仿生学原理，模仿生物结构、运动特性等设计的性能优越的机电系统，已逐渐在反恐防爆、太空探索、抢险救灾等不适合由人
2、来承担任务的环境中凸显出良好的应用前景。按照工作环境可将仿生机器人分为陆面仿生机器人、空中仿生机器人以及水下仿生机器人三类。指出仿生机器人经历了原始探索、宏观仿形与运动仿生、机电系统与生物性能部分融合三个阶段，并概述三类仿生机器人国内外研究现状。分析发现当前研究还存在着生物运动机理研究不深，结构设计、材料应用、驱动及控制方式大多较为传统、能量利用率低等问题，导致了仿生机器人从宏观到微观与生物都存在较大差异，“形似而神不似”，远未达到实际应用程度。指出仿生机器人正向着刚柔混合结构，仿生结构、材料、驱
3、动一体化，神经元精细控制，高效的能量转换的类生命系统方向发展。关键词：仿生机器人；刚柔混合结构；结构材料驱动一体化；类生命系统中图分类号：TP242TheCurrentResearchStatusandDevelopmentStrategyonBiomimeticRobot1222WANGGuobiaoCHENDianshengCHENKeweiZHANGZiqiang(1.DepartmentofEngineeringandMaterialSciences,NationalNaturalScie
4、nceFoundationofChina,Beijing100085；2.RoboticsInstitute,BeihangUniversity,Beijing100191)Abstract：Bionicrobotsaregoodperformancemechanicalandelectricalsystemswhichimitatebiologicalstructuresandmotioncharacteristicsoforganismsaccordingtotheprinciplesofbi
5、onics.Theyhaveshowntheirpotentialuseinthedangerousconditionstohumanbeings,suchasanti-terrorism,spaceexplorationandrescue.Thebionicrobotscanbedividedintothreetypesaccordingtotheirworkconditions,suchasthelandbionicrobots,theairbionicrobots,andtheunderwa
6、terbionicrobots.Thedevelopmentsofthebionicrobotshaveexperiencedthreestages,suchasoriginalexploration,imitationofthebiologicalprototypes’appearancesandmotions,mechanicalandelectricalsystemswithpartialbiologicalproperties.Theresearchstatusathomeandabroa
7、dofthesethreetypesrobotsisdiscussed.Andseveralproblemsoftheresearchesarefoundafteranalysis,suchasthelackofthebiologicalmotionmechanismresearches,thetraditionalconstruction,material,drivingandcontrollingmode,andthelowefficiencyofthepower,leadingtothedi
8、fferencebetweenrobotsandcreatures.Theseproblemsmakethebionicrobotssimilarinshapetothecreaturesbutverydifferentinessence.Sothebionicrobotsnowdaysareabsenceofeffectiveapplications.Thedevelopmenttrendispointedoutthatthebionicrobotsaredevelopingto
