以大自然为师 可上天入地的11款仿生机器人

尽管人类已经借助科技的力量改造了世界，但许多技能仍然为人类所不拥有，很多恶劣的环境仍然是人类的禁区。而经过大自然的“公平选择”，使得某些生物具有我们所不具备的独特“技能”“，也适合在人类难以触及的地方生存。

那么，能否以大自然为师，如何向其他的生物学习，以提高我们在这个星球上的适应能力，并探索更多的未知世界？正是对这一问题的回答催生了仿生科技。

近年来，仿生科技正在快速发展，尤其是在机器人行业，从蜘蛛到鸟类，从章鱼到蟑螂，各种生物为技术进步提供了源源不断的灵感，仿生科技也成为机器人技术发展最快的领域之一。

以下是11款典型的仿生机器人。虽然其中有部分产品还处于试验阶段，但这种探索将是未来各种行业应用必须走出的一步。

1.翻滚机器人BionicWheelBot

德国自动化技术厂商Festo推出了一款仿生机器人BionicWheelBot。该机器人模仿一种生活在撒哈拉沙漠的蜘蛛，这种蜘蛛不仅能在地面正常行走，还能翻滚着前进，在平整的地面上，其翻滚的速度是行走速度的两倍。

BionicWheelBot模仿了这一运动模式。在一些复杂的地形中，它能够弯曲机器腿，使车身变成车轮的形状。而在滚动模式下，机器人比大多数腿式机器人移动得快得多。

该机器人目前还没有投入实际应用，但在未来，这一模型预期可以装备到具有高度运动灵敏性的平台。

2."特工"机械鱼

瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员发明了一种微型机器鱼，可以与斑马鱼鱼群一起游泳。该机器鱼长7厘米，其颜色、形状、比例和条纹图案都与斑马鱼相似。

为了让机器鱼融入鱼群，研究人员研究了鱼类的行为，包括线速度、加速度、振动、尾部运动节奏，鱼群规模以及个体游泳距离等。

通过与斑马鱼群共同游泳，机器鱼就像一名特工一样，可以学习鱼类的交流与运动方式，并改善其游泳机制。

3.外骨骼机器手臂Guardian

美国机器人Sarcos公司最初是一家生物工程机构，2000年开始研究外骨骼和机器人技术，并开发了两款外骨骼机器人：Guardian GT和Guardian XO。

Guardian GT是一套可以安装在移动基座上的大型机器人手臂。操作人员可将他们的手臂通过旁边主控制器，经由手臂和手指移动对机器人进行遥控操作。Guardian GT的两只机械手臂有2.3米长，可以举起454公斤重物。

Guardian XO是为提高力量和耐力而设计的更传统的外骨骼套装。这套外骨骼装置还有升级版本XO Max。两款产品预计将在2019年上市。

该公司还设计出了一款蛇形机器人Guardian S，可以深入到地震现场，搬运坍塌的材料，并救寻伤者。

目前公司设计的多款外骨骼产品已经在军工、航空、航海、安全等多个领域得到应用。

4.3D打印仿真机器鸟RoboBird

在机场上空，鸟类对飞机起飞和降落都构成了很大的威胁。

荷兰公司Clear Flight Solutions通过3D打印制造出两种鸟形机器人（机器老鹰和机器游隼），可以在不借助潜在有害网状物或噪音发射装置的情况下有效地吓跑较小的鸟类。

机器游隼身长58cm，翅展长度120cm，机器老鹰则比机器游隼大了一倍。这两款机器人在空中的飞行速度可达80km/h, 需要工作人员手动遥控操作。

5.清理太空垃圾的机器人

对于宇航员、太空飞船而言，遗留在太空中的垃圾是非常大的威胁。斯坦福大学和美国宇航局喷气推进实验室（JPL）的研究团队联手设计了一款能够抓取并处理太空垃圾的机械装置。

研究团队开发的是一种使用壁虎灵感粘合剂的夹具，夹具可以在太空中快速抓住物体。该机器人受到壁虎脚部的启发。

6.六足机器蜘蛛HEXA

中国机器人公司Vincross设计了一种消费级全地形六足机器人HEXA。HEXA配备了红外和激光传感器、摄像头、图像视觉、三轴平衡、Wi-Fi以及双核ARM 9处理器等，并支持无线充电。

该机器人被设计成一个平台而不是成品，可以通过各种扩展接口，连接更多传感器。HEXA采用Linux操作系统，并开放了各种软件接口。开发者可以自行编写机器人应用，让其完成各种复杂任务。普通用户也可以通过模拟器进行动作设计。

7.蝠鲼机器人MantaDroid

新加坡国立大学的科学家研发了一种会游泳的机器人MantaDroid，该机器人长35cm，宽63cm，重0.7kg，可以以每秒0.7米的速度在水下“飞行”，一次充电可持续游动10小时。

通过模仿蝠鲼，MantaDroid可以快速游动。不同于使用螺旋桨的海底无人机，该机器人几乎没有声音，可以减少对海洋生物的干扰。该机器人可以用于检查海底基础设施，以及检测人类无法达到区域的环境污染状况。

8.机器人蟑螂HAMR

哈佛大学微型机器人实验室推出了HAMR系列四足机器人，最新款HAMR-F机器人只有4.5cm大小，行动速度可以达到17.2cm/s。

HAMR可以大幅度转动并高速运转、爬升、携带有效载荷，并且长时间不受损伤地存活。真正的突破是它的移动方式，每条腿都有两个致动器，象蟑螂的关节一样紧密相连，使其能够腾空而起，甚至能双脚腾空保持稳定。

9.机器鱼SoFi

麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室（CSAIL）的研究人员开发了一款软体机器鱼SoFi。

机器鱼的背部和尾部由硅胶和柔性塑料制成，通过一个泵以交替顺序将水送入两个隔膜的方式实现鱼尾的左右摆动，从而使其能以近乎自然的方式在水中游动。SoFi的头部由3D打印而成，并配备了鱼眼镜头，可以捕捉水下其他鱼类的高分辨率照片和录像。

10.软体章鱼机器人

意大利圣安娜高等学院的Cecilia Laschi教授是软体机器人领域的领导者。她开发了一种可以像章鱼一样在水中和海床上移动的机器人。

机器人可将水吸入体腔内并像喷气式飞机一样在水中移动，还可使用其柔软的触手在不平坦的海底爬行。目前这种机器人概念主要用于制造业，其机械臂非常适合于重复性的、需要精确度的工作。

11.配备生物视觉传感器的机器人

传统相机可以帮助无人机确定或修订自己所在的位置，但需要充足的光线才能有效发挥作用。依靠相机视觉的无人机也会因飞行速度过快，造成图像画面模糊，从而导致视觉算法失去作用。

为此，苏黎世大学和瑞士国家机器人能力研究中心(NCCR)的研究人员为无人机提供了一种全新的视觉方式。他们受生物视觉启发而发明的相机被称为“基于事件的相机”，采用生物视觉传感器，可输出像素级亮度变化，而不是标准强度帧。有了它，无人机就能够轻松应对高速运动，以及接近黑暗的环境。

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