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维普资讯 第 24卷第2期 2002年3月 机器人 ROBOT VoM1．24，No．2 arch，2002 文章蝈号：1002—0446(2002)02—0188-05 机器人仿生学研究综述 张秀丽 郑浩峻 陈 恳 段广洪 (清华大学精密仪器-q机械学系 北京 1O0O84) 摘 要：机器人仿生学是从仿生的角度对机器人进行研究，是机器人领域的重要分支．本文从结构仿生，材料 仿生，功能仿生，控制仿生，群体仿生五个方面，归纳和评述了国内外机器人仿生学的研究现状、特点、主要成果以及 发展趋势． 美■词：机器人#仿生学#中心模式发生器#行为主义#演化硬件 中田分类号：TP24 文棘标识码：B RESEARCH ON RoBoTIC BIoNICS ZHANGXiu—-li ZHENGHao-jun CHENKen DUANGua~g—-hong (1~partmem ofprctqalon m 删 ，andMecfiar~ogy．T~nghua￡^．b r々|1 ＆t砌 100084) Abstract：TheroboticbionicsresearchesOllroboticsfrom the view ofbionics．Itisanimportantbranchinthe roboticsfield．Thispapersuutmarlzedtheresearchingstatusanddevelopmentdirection from bionicstructtlre， biomaterials，bioniccontrolalgorithm ，functionalbionicsandsocialbionicsalloxc~rthe world． Ker~ ts：robo t，bionics，CPG，behaviorism ，evolutionhardware l I言(Introduction) 2 结构仿生 (Bionicstructure) 自然界在亿万年的演化过程 中孕育 r各种各样 结构仿生是通过研究生物肌体的构造，建造类 的生物，每种生物都拥有神奇的特性与功能，能够在 似生物体或其中一部分的机械装置，通过结构相似 复杂多变的环境中生存下来．因此，通过研究、学习、 实现功能相近． 模仿来复制和再造某些生物特性和功能，将极大的 2．1 海洋动物仿生——独特的形体结构和运动方 提高人类对 自然的适应和改造能力，产生巨大的社 式 会经 济效益．2O世 纪 60年代初 诞生 的仿生 学 海洋动物的形体几何参数、组织系统形态及皮 (Bion~s)，是生物科学和工程技术相结合的一门边 肤构造机理符合流体动力学特性，能很好的适应水 缘学科 ，通过学习、模仿、复制和再造生物系统的结 生环境．如鱼类具有流线型轮廓，可以减少运动时水 构、功能、工作原理及控制机制，来改进现有的或创 流对身体的阻力；鱼类直线前进的速度虽然远逊于 造新妁机械、仪器、建筑和工艺过程．现代仿生学已 螺旋桨驱动的船只，但它们的急转和起动速度却无 经延 1申到很多领域，机器人学是其主要的结合和应 与伦比，转弯空间不到身体长度的一半，且具有高速 用领域之一，这方面的研究引起各国相关研究人员 高技、高机动性、低噪声等优点．鱼类常见的推进方 和专家的板大兴