非连续约束变结构杆机构机器人:运动与控制的若干仿生基础问题

在非连续约束变结构机器人运动机构的仿生概念及模型研究基础上, 系统分析这类机器人的机构学、冗余驱动下的运动协调、非连续接触引发的动力学、机器人脚及地面反力、爬壁杆机构机器人黏附性脚掌的设计及相关微制造和相关步态规划与控制策略的研究现状和存在的主要问题, 提出未来发展的建议.     

微型机器人系统的组成原理

微型机械的研究以其潜在的广泛应用前景正在世界各国迅速展开.目前国内外有关研究大多集中在单元技术如微型驱动器的研制、微机械加工工艺研究等.随着这些单元技术的发展,有关微机械系统组成的研究就摆在了人们的面前,而最终要研制和开发出具有实用价值的微机械系统,首先就必须对这一问题进行深入、系统的研究.微型机器人是可编程通用微型机械或微动机械,作为一个完整的微机械系统,它基本上包含了现今有关微机械研究的各个领域,因此,通过分析微型机器人的特点,我们可以弄清微型     

压电双层膜驱动管内移动微小型机器人的研究

提出了一种新型管内移动微小型机器人, 采用压电双层膜驱动器和惯性冲击式原理(IDM), 实现在直径为Φ16~18 mm的直管内的稳定运动. 对惯性冲击原理进行了理论分析和动态仿真, 通过实验, 验证了微小型机器人的运动原理和运动能力. 实验结果表明, 在峰值为50 V和频率为1100 Hz的锯齿波电压驱动下, 该微小型机器人的直线运动速率可以达到3.5 mm/s. 理论分析与实验结果验证了惯性冲击原理在本设计中的可行性和有效性, 并为管内移动微小型机器人的优化设计提供了理论依据.     

面向靶向医疗的微纳米机器人

微纳米机器人指的是尺度在微纳米级别(几纳米至几百微米)的微型机器人,其能够将磁能、光能、声能或其他形式的能量转化为机械运动,具备能完成更高效、更精确局部诊断和靶向治疗的潜在功能,在生物医学领域有广阔的应用前景。文章详细介绍了微纳米机器人的制备方法,阐述了相关驱动手段,总结了其在靶向医疗应用方面的研究进展,并讨论了其在活体应用时面临的挑战以及未来的发展方向。     

微型机器人在临床医学上的应用研究

<正>微型机器人应用于临床医学的诊疗,不仅提高了诊断的可靠性、真实性,而且由于微机电系统本身的微小尺寸、高度智能,极大地减少了病人的痛苦。在非结构环境的狭小空间作业,比如,胶囊内窥镜侵入性小、没有毒副作用、具有无创、微创等优点,并可以进行主动控制,或加载成像装置,是今后机器人内窥镜发展的必然趋势。     

面向靶向医疗的微纳米机器人

微纳米机器人指的是尺度在微纳米级别(几纳米至几百微米)的微型机器人，其能够将磁能、光能、声能或其他形式的能量转化为机械运动，具备能完成更高效、更精确局部诊断和靶向治疗的潜在功能，在生物医学领域有广阔的应用前景。文章详细介绍了微纳米机器人的制备方法，阐述了相关驱动手段，总结了其在靶向医疗应用方面的研究进展，并讨论了其在活体应用时面临的挑战以及未来的发展方向。     

机器人接受度的影响因素

随着技术发展,机器人作为人工智能的主要载体会越来越多地出现在人类的生活与工作中.在这样的背景下,机器人是否为人所接受,或者在何种条件下何种机器人更易于被何种人接受,成为亟须探讨的前瞻性问题.现有机器人接受度模型或理论过于简略,或流于简单变量回归.我们从机器人、人类以及人与机器人交互3个方面评述了机器人接受度的影响因素.具体而言,机器人本身的特征,如视觉形象、拟人化、听觉特征、触觉特征、行为和动作特征等均会不同程度地影响人类对其的接受程度;同时机器人的工具性能力和社会性能力与机器人的用途交互影响人类对其的接受程度.在人类因素上,性别、年龄、文化均会对机器人的接受度产生影响,同时人类的人格特质、自我效能等个体性因素也显著影响其对机器人的接受度.在人-机器人交互层面上,交互经验及反馈、对机器人温暖与能力的知觉均影响人类对机器人的接受度.我们认为,实际上人类对机器人的接受程度和反应是正反两面的:一方面因强调其能力而对其过度信任;而另一方面却因忽视其体验而对其进行攻击.综合所有可能因素,我们也认为拟人化可能是影响人类对机器人接受度的核心变量,而机器人接受度的最终问题则必然是涉及机器人的道德问题.     

动物机器人:研究基础、关键技术及发展预测

动物机器人利用动物固有的感知、运动、能量供应和神经系统,通过神经信息干预,实现对生物运动行为的控制.这类特殊的机器人在运动稳定性、灵活性、环境适应性和自身运动能量供应等方面保持了天然的优势,具有重要的应用价值;同时,该研究涉及动物运动神经网络及外部调控信息与固有运动神经信息的交互作用机制等重大理论问题,是神经科学和机器人交互领域的重要研究方向.该研究高度融合了动物智能和机器智能,涉及动物行为学、神经科学、微机电技术、力学和通信技术等,是多学科交叉融合的前沿领域.本文回顾动物运动神经系统与运动行为调控之间的关系,系统梳理不同动物机器人的运动调控方法及系统构成,总结活动在水、陆、空不同空间中典型动物运动行为调控的研究进展,归纳分析动物机器人研究在运动调控方法、微电极植入、微刺激系统、通信导航和能量供应等研究中面临的关键问题,并预测未来的发展趋势.     

双向力反馈控制系统的统一形式及稳定性分析

遥控机器人在太空、深海、原子能等高技术领域内有着重要的应用价值。遥控机器人研究中一个重要内容是双向力反馈控制系统的分析和设计,目前已有多种形式的双向力反馈控制系统.本文提出了一种新型的双向力反馈控制系统统一形式,同已有的双向力反馈控制系统统一形式相比更具普遍性和一般性,并基于算子无源性理论建立了双向力反馈控制系统稳定性分析的一般方法。本文提出的统一形式及稳定性分析方法对于遥控机器人双向力反馈控制系统的分析和设计具有重要的指导意义。     

机器人化岩石研磨器的运动学分析

机器人化的采样工具是星球探测机器人的重要组成部分, 可用以发现其他星球上是否存在水、生命和资源. 要实现地质考察, 必须先清除星球岩石表面的尘埃和风化层; 机器人化岩石研磨器可用来代替地质学家的岩石锤, 执行地质考察的任务. 本文研制了一台三自由度的机器人化岩石研磨器的样机. 研磨系统采用行星传动, 具有双输入(旋转电机和绕转电机)和双输出(研磨轮和去屑刷). 研磨轮上有两颗研磨牙用以磨削岩石, 去屑刷用以清除研磨表面. 机器人化岩石研磨器的第三个电机用来实现研磨系统的进给. 对研磨系统的运动学进行了分析, 为了得到连续、光滑的被研磨面, 进一步对研磨轮的轨迹进行了分析和规划. 最后, 在石灰板上进行了研磨实验, 验证了机器人化岩石研磨器系统的基本功能和可行性.     

机器人的时代

机器人定义众说纷纭 现在,人们经常能从电视、电影或展览会中见到机器人的身影。但是,要回答“什么是机器人”这样的问题,就不那么容易了。 也许有人会说:“机器人不就是拥有粗胳膊、短腿、大眼睛和方脑袋的铁家伙吗?”可能有人补充一句:“机器人不就是机器吗?它能一刻不停地工作,它就是一种自动机器。”     

走进医学领域的机器人

医用机器人给传统医学带来了技术上和观念上的重大变革,是现代医学领域不可或缺的组成部分。经过近30年的发展,医用机器人已在手术、康复、护理、教学、救援等方面得到广泛应用,为患者提供了更优质的医疗服务。     

未来战争的新武器

电视报道,在茫茫沙漠之中,士兵们冒着危险,搬运枪炮弹药。这一波斯湾战争场面与设想的高科技战争很不相称,引起了沃恩·詹尼斯的关注。就在这短暂的一瞬间,马丁·马丽尔特公司的科学家为他们最得意的研究项目找到了突破口,即研制一种重达25吨、推土机大小的笨重机器人。这种利用了计算机智能的机器人能“看见”大炮弹架上的炮弹,并且还能代替人搬卸,从而使人免遭危险。“如果我们运用机器人和自动化装置打仗,可以挽救许多生命,而且,战争花费更低,”马丁·马丽尔特公司的空—舰一体化系统的总工程师詹尼斯(Jennings)说。     

心中有爱 创意无限——第十四届全国青少年机器人大赛之创意比赛

<正>经过几次工业革命之后,机器在人类社会中占据了越来越重要的位置。在工业生产中,机器人可以有效完成很多工人很难完成的任务;在科研活动中,机器人探测器帮助科学家了解地球最隐秘的角落;在日常生活中,服务型机器人让生活更加轻松。最近已经出现了可以同步接收人类大脑信号的机器人,机械义肢的普及指日可待。科学家们对机器人的研发从未停止,而机器人爱好者们也在进行着自己的努力。这个夏天,来自全国     

中国机器人

1972年,我国第一台机器人在上海诞生并展出。光阴荏苒,30年已经过去了。 有观点认为20世纪70年代是我国机器人的萌芽期。而中国机器人最迅猛的发展则是在863计划启动后。篇幅所限,我们无法全面回顾中国机器人30年来的成败甘甜,只好在这里略谈一谈863计划以后,中国机器人的几项重要成果,以期管中窥豹之效。     

机器人历险记

假如你是机器人,自己生锈了会有什么感觉?你会存钱准备给自己升级,还是要求世人对生锈的机器人好一点?动画新片《机器人历险记》提出这些问题,直指人生意义的核心。当然,我们讲的是机器人。但是你可能会忘记这点,因为电影中的机器人太像人类。这部电影谈的是个性以及做人的优良     

昆虫机器混合系统:从自由状态控制到自主智能调控

以昆虫作为载体,采用光/电等外部调控手段对其运动行为进行干预或控制,实现可静态预设或动态控制的昆虫机器混合系统,也被称作昆虫机器人.这类微型动物机器人在运动稳定性、环境适应性、隐蔽性等方面拥有天然的优势,在搜救侦查、科学研究等众多领域具有重要的应用价值.随着神经科学、微机电系统、人工智能等研究领域的快速发展,昆虫机器混合系统研究正从自由状态控制发展至自主智能调控阶段.本文回顾了昆虫机器人在受控运动模式、可控动作类型、达成控制任务等方面的研究现状,总结了昆虫机器混合系统研究框架,评述了基于不同调控原理实现的典型昆虫机器混合系统研究进展.在此基础上,分析了昆虫机器混合系统在神经调控机制、微型控制系统、刺激技术及方法、智能控制系统等研究中面临的困难、存在的问题,预测了未来的发展趋势.     

粉煤灰在混凝土工程中的应用

类人机器人技术发展至今,虽然还称不上惟妙惟肖,但科学家在追求形神兼备的同时,一直致力于让机器人更加智能化。这使得如今的机器人不仅在外形上与人类更加接近,也具备了越来越多的神奇功能。     

探索未来“新人类”

人才辈出 2003年4月3日到4月6日,日本横滨市举办了世界上最盛大的Robodex-2003”机器人博览会,博览会上共展出95种向消费者提供的机器人样品。“Robodex-2003”博览会上的展品大小各异,其中包括汽车般大小的大型机器人,以及可以放在掌心上的小型机器人(彩图1),精工爱普生公司推出的第二代Monsieur Ⅱ-P微型机器人,它能通过配备的蓝牙模块进行无线通信,机器人重仅12.5克)。     

形形色色的战场机器人

科学技术是一把双刃剑,既给人类带来幸福,也带来灾难。现代化兵器的不断涌现就是这样。如今,现代武器如核武器、生化武器、制导武器以及将要在未来战争中出现的激光武器、微波武器和等离子武器对人的致命性越来越大,正在迅速减弱单个士兵的机智与勇敢所起的作用。如何制造一种机器,用以代替士兵执行日益危险的军事任务,成了各国军事家们普遍关注的问题。因此可以说,机器人士兵的诞生与现代化兵器的发展密切相关,武器杀伤力的不断扩大必然催生出机器人士兵这个“婴儿”。在战争中迅猛成长军用机器人可定义为：用于完成以往由人员承担…