機器人有很多種類,比如醫(yī)療機器人、服務機器人、工業(yè)機器人、特種機器人等等。為增進大家對機器人的認識,本文將對仿生機器人、仿生機器人的體系結構予以介紹。如果你對機器人具有興趣,不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。
一、仿生機器人
仿生機器人是利用仿生學的原理,設計和制造具有類似生物體結構、功能和行為的機器人。通過仿生技術,機器人可以更好地適應環(huán)境,具有更好的機械性能和可靠性。常見的仿生機器人包括仿生機械手、仿生飛行器、仿生足球機器人和仿生人形機器人等,廣泛應用于工業(yè)制造、安全監(jiān)控、醫(yī)療輔助、殘障人士輔助等領域。仿生機器人被認為是未來科技領域的新星,具有廣闊的發(fā)展前景和應用空間。
仿生機器人是一種采用仿生學原理設計和制造而成的機器人。仿生學是研究生物組織、器官、系統(tǒng)等的結構、功能、行為等,并在機器人領域運用生物學的原理發(fā)展仿生機器人的學科。
仿生機器人的應用領域非常廣泛,其中一些案例包括:
1、仿生蝙蝠機器人:專門研制的翼膜通過約45000個點緊密地焊接在一起,因此具有足夠的彈性,即使在收起雙翼時,也幾乎沒有褶皺。蜂窩結構可以防止裂紋進一步擴大,即使翼膜出現輕微損傷,BionicFlyingFox 仍能繼續(xù)飛行。
2、仿生袋鼠機器人:幾乎完全復制了袋鼠的彈跳功夫,對機器人有一定了解的科技客都知道想讓機器人“跳”起來,難度是很大的。而這只仿生袋鼠,模擬了袋鼠的起跳這一動作,還能夠完成連續(xù)跳躍,甚至可以跳過40公分高的障礙物。
3、仿生蜘蛛機器人:它們的頭部配備攝像頭,腹部配備傳感器,可以隨時進行紅外導航。不僅可以像蜘蛛一樣爬行,還可以進入“滾動”模式。
4、仿生蝴蝶機器人:eMotionButterfly配有高度集成的電子面板,使它們能夠獨自且精確地激活翅膀,從而實現快速運動。一旦機器人離開設定路徑,計算機會立即對其糾正。
二、仿生機器人體系結構
1、基于功能來分解
基于功能分解的體系結構在人工智能上屬于傳統(tǒng)的慎思式智能,在結構上體現為串行分布,在執(zhí)行方式上屬于異步執(zhí)行,即按照“感知一規(guī)劃一行動”的模式進行信息處理和控制實現。以美國國家航天局和美國國家標準局所提出的NASR人MtI〕為典型代表。這種體系結構的優(yōu)點是系統(tǒng)的功能明了.層次清晰,實現簡單。但是申行的處理方式大大延長了系統(tǒng)對外部事件的響應時間,環(huán)境的改變導致必須重新規(guī)劃,從而降低了執(zhí)行效率。因此只適合在已知的結構化環(huán)境下完成比較復雜的工作。
2、基于行為來分解
基于行為分解的體系結構在人工智能上屬于現代的反應式智能,在結構上體現為并行(包容)分布,在執(zhí)行方式上屬于同步執(zhí)行,即按照“感知一行動”的模式并行進行信息處理和控制。以麻省理工的R.A.Brooks所提出的行為分層的包容式體系結構(SubsumptionArchitecture) 和Arkin提出的基于MotorSc hema的結構為典型代表。其主要優(yōu)點就是執(zhí)行時間短、效率高、機動能力強。但是由于缺乏整體的管理,很難適應于各種情況。因此只適用于在沐淘環(huán)境下執(zhí)行比較簡單的任務。
3、基于智能分布來分解
基于智能分布的體系結構在人工智能上屬于最新的分布式智能,在結構上體現為分散分布,在執(zhí)行上屬于協(xié)同執(zhí)行,既可以單獨完成各自的局部問題求解,又能通過協(xié)作求解單個或多個全局問題。以基于多智能體的體系結構為典型代表。這種體系結構的優(yōu)點是既具有“智能分布”的特點,又有統(tǒng)一的協(xié)調機制。但是如何在各個智能體之間合理的劃分和協(xié)調仍然需要大量的研究和實踐。該體系結構在許多大型的智能信息處理系統(tǒng)上有著廣泛的應用。
除以上三類主要的體系結構之外,還有一些改進的混合式體系結構,如帶反饋環(huán)節(jié)的行為分解模式、基于分布式智能的分層體系結構、基于功能分解的多智能體結構等等。但是從整體上來看,它們或是在功能模塊的靈活性和擴展性上不足,或是沒能很好的協(xié)調慎思式智能與反應式智能,或是各層次間的交流機制不夠完善。
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