山东建筑大学仿生学作业.ppt

仿生学与技术创新 课程练习二 1.搜集现代科学技术研究中，正在进行的有关“仿生技术”研究和应用的文献资料，广泛阅读后，选择最感兴趣的1-2篇，分别对其内容进行压缩，撰写简要说明（800字以内），内容包括研究项目名称、涉及的领域、模仿生物的特性、研究过程，已取得的阶段性成果或预想实现的仿生设计构想等。 01 02 2.搜集应用仿生技术已经实现的技术创新实例（3-5例）。参照课件样例，从生物特性、仿生元素、仿生设计应用及社会效益等方面对实例进行分析，以“图文并茂”的形式制作一份图解说明资料。 目 录 1.搜集现代科学技术研究中，正在进行的有关“仿生技术”研究和应用的文献资料，广泛阅读后，选择最感兴趣的1-2篇，分别对其内容进行压缩，撰写简要说明（800字以内），内容包括研究项目名称、涉及的领域、模仿生物的特性、研究过程，已取得的阶段性成果或预想实现的仿生设计构想等。 李楠，男，1983年11月生，现任航天科工智能机器人有限责任公司研发中心副主任。主要从事移动机器人、仿生机器人以及工业机械臂方向。先后参加包括国家自然科学基金面上项目、国家863项目等国家级项目4项；主要负责北京市科技计划课题、航天科工集团重大自主创新等部级项目2项；在机械工程学报、ICRA、IROS等核心期刊与国际顶级会议发表论文6篇，均为EI检索。申请发明专利4项。 仿生机器人概念 仿生学是一门比较新的科学，1960年才诞生。这一年9月13日，美国召开了第一届仿生学讨论会，有30名讲演者和大约700名听众参加了这次会议。会上， 斯蒂尔博士为仿生学下了这样的定义：“仿生学是模仿生物系统的原理来建造技术系统，或者使人造的技术系统具有或类似于生物系统特征的科学。”简单一句话，仿生学就是“模仿生物的科学”。 纵观仿生机器人发展历程，到现在为止经历了四个阶段。第一阶段是原始探索时期，这一阶段主要是生物原型的原始模仿，如原始的飞行器，模拟鸟类的翅膀扑动，该阶段主要靠人力驱动。至20世纪中后期，由于计算机技术的出现以及驱动装置的革新，仿生机器人进入到第二个阶段，宏观仿形与运动仿生阶段。这个阶段主要是利用机电系统实现诸如行走、跳跃、飞行等生物功能，并实现了一定程度的人为控制。进入21世纪，随着人类对生物系统功能特征、形成机理认识的不断深入，以及计算机技术的发展，仿生机器人进入了第三个阶段，机电系统开始与生物性能进行部分融合，如传统结构与仿生材料的融合以及仿生驱动的运用。当前，随着生物机理认识的深入、智能控制技术的发展，仿生机器人正向第四个阶段发展，即结构与生物特性一体化的类生命系统，强调仿生机器人不仅具有生物的形态特征和运动方式，同时具备生物的自我感知、自我控制等性能特性，更接近生物原型。如随着人类对人脑以及神经系统研究的深入，仿生脑和神经系统控制成为了该领域科学家关注的前沿方向。 在我们的日常生活中，仿生学已经得到了非常广泛的应用。比如鸟巢的建造方式，是模仿鸟类的巢穴结构，以达到高强度的结构。还有众所周知的蝙蝠通过超声波产生雷达，飞蛾也可以产生干扰蝙蝠的超声波探测的声波，也是一个电子对抗的生物界的体现。仿生学的概念比较大，涉及到结构、拟态、力学、化学、整体仿生材料等。仿生机器人是仿生学与机器人领域应用需求的结合产物。从机器人的角度来看，仿生机器人则是机器人发展的高级阶段。 仿生机器人研究现状 接下来讲讲仿生机器人的研究现状。仿生机器人，通过应用环境的判别可分为地面仿生机器人，水下仿生机器人，还有空中仿生机器人。 思考：机器人能否代替人类？是否有人权？ 动物和人共同享有地球，机器人仿生拥有人类思维后应不应该有独立个体。而他们可以维修，可以生活的更久。啊，恐怖谷理论啊，越像人越可怕。 Phasma 共有六只机械足，每边都有三个，由发动机进行动力供给。六只机械足可以在快速移动中保证其处于一个稳定的状态，利用了昆虫的行走方式（弹跳的方式），将其力学原理借鉴到其设计中。 2.搜集应用仿生技术已经实现的技术创新实例（3-5例）。参照课件样例，从生物特性、仿生元素、仿生设计应用及社会效益等方面对实例进行分析，以“图文并茂”的形式制作一份图解说明资料 Phamsa昆虫机器人 “垂钓老翁”台灯设计 这是由设计师Federico Churba设计的一款台灯，是一款绝美的仿生设计，设计灵感来源于河边钓鱼的老翁，其形象为带草帽遮阳的老翁在河边钓鱼，就是这简单的形象，经过设计师的巧手，变成为了一件艺术的台灯。台灯顶盖原型便是老翁的草帽，创意新颖，艺术美观。 这个柜子采用荧光涂料，将月亮印在橱柜的外表面上，在黑夜里不用电源也能莹莹发光。 月光橱柜 U-CAN是由Diane Dupire设计的一个喷壶，灵感来自大象的长鼻子。喷壶两侧还内置滚轮，抓住长鼻子即可拖行，容易从