仿生机器人运动是仿生设计的一个新兴分支。它是从自然界中学习概念并将它们应用于实际工程系统的设计。更具体地说机器人仿生材料，这个领域是关于制造受生物系统启发的机器人。仿生学和仿生设计有时会混淆。仿生学是模仿自然机器人仿生材料，而仿生设计则是向自然学习，并创造一种比在自然中观察到的系统更简单且更有效的机制。仿生学已经促成机器人仿生材料了机器人学的另一个分支——软机器人学的发展。生物系统已经根据它们的栖息地针对特定任务进行机器人仿生材料了优化。然而，它们是多功能的，并不是只为一种特定功能而设计的。仿生机器人是研究生物系统，并寻找可能解决工程领域问题的机制。然后，设计人员应该尝试简化和增强针对特定任务的机制。仿生机器人科学家通常对生物传感器(如眼睛)、生物执行器(如肌肉)或生物材料(如蜘蛛丝)感兴趣。大多数机器人都有某种运动系统。因此，本文介绍机器人仿生材料了不同的动物运动模式和相应的仿生机器人的例子。
如今，人类的日常生活中已经出现了许多智能机器人，这些机器人的诞生给大家的生活提供了许多好处，例如小度智能屏、扫地机器人等等。而相对来说，日本在人工智能领域中的发展尤为先进，因为他们已经制造出了一种新型的仿生机器人，内部构造齐全且奔放，简直非常逼真。
智能机器人的研发已经成为了各国的发展趋势，在未来人类完全可以通过机器人的帮助来解放自己的双生，给生活提供更大的便利，因此各国对智能机器人的研发都非常看重，谁能在这一领域上取得先机，那拥有的主动权自然就会更高。
实际上，全球有许多国家都已经研发出了属于自己的智能机器人，只不过相对来说，日本的仿生机器人更先进而已，而根据资料显示，日本的最新款机器人是根据真人一比一进行设计的，不但外观精致，而且内部功能也非常齐全。
在一些科幻电影中，我们经常可以看到一些仿生机器人与人类相似，他们拥有着人类的外貌，却掌握着机器人的功能，例如强大的计算能力、强大的知识库、强大的反应能力等等。
日本所研发的仿生机器人就是在此基础上进行了改造和升级，据了解，他们推出的这款机器人是采用硅胶材质，完全是按照人体仿生学去进行制造，无论是外观还是手感，这款机器人都与人类十分相似，逼真度达到了98%！
最厉害的一点就是，日本推出的这款机器人颜值极高，他们考虑到了用户需求，为了给大家带来更好的使用体验，所以这些仿生机器人的五官都特别精致，放在人类 社会 中基本上都可以被称为“女神”，看起来特别迷人。
特别有意思的是，日本曾经还推出过一款女友机器人，这款机器人拥有着做饭洗衣的功能，而且还可以让它进行跳舞和唱歌，各大才艺样样精通。而这款机器人在被推广以后就立马引起了广大群众们的喜爱，毕竟对于一些宅男来说，这样的产品简直就是梦寐以求的礼物。
现如今，日本经过升级和改造之后还对仿生机器人开放了外观定制服务，每个用户都可以根据自己的爱好和审美去定制机器人的外观，如此一来，自己所购买到的机器人就一定是自己喜爱的类型，不得不说，日本这一点设计还是非常人性化的。
能够看到，日本推出的这款仿生机器人已经非常完美了，无论是外观还是功能都可以满足广大消费者们的需求！而有很多人都认为，这款机器人的定价应该会非常高，毕竟日本为此可是投入了大量的资金和时间，因此有资格使用这款机器人的消费者应该都是一群高端人士。
当然了，随着时代的发展和进步，未来机器人的造价只会越来越低，功能越来越齐全，届时，即便是普通人群也可以享受到仿生机器人的服务。 而对于日本的仿生机器人，大家有想要拥有的吗？
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CyberOne是小米机器人Cyber家族的新成员，内部艺名“铁大”。雷军展示全尺寸人形仿生机器人，这个机器人可以做哪些事？
1、CyberOne机器人可以做哪些事？
人形机器人的主要用途，一定是家用，因为这是目前最大的，市值超过百万亿的市场。而家务工具（锅碗瓢盆吸尘器遥控器冰箱洗衣机等等）都是以人为对象设计的，所以人形机器人可以无缝衔接到对工具的使用上。当然，所谓人形机器人只是结构上接近人类，并不包括外表，类似底特律变人里的机器人由于技术复杂度过高，应该永远也不可能出现。
2、仿生机器人未来发展方向
仿生机器人研究的前提是对生物本质的深刻认识以及对现有科学技术的充分掌握，研究涉及多学科的交叉融合，其发展趋势应该是将现代机构学和机器人学的新理论、新方法与复杂的生物特性相结合，实现结构仿生、材料仿生、功能仿生、控制仿生和群体仿生的统一。
3、当前仿生机器人的发展阶段
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。
后记：在未来的发展中，应逐步摒弃传统的机器人研究方法，利用多学科优势并从生物性能出发，使得仿生机器人向着结构与生物材料一体化的类生命系统发展，从而在生产生活中发挥重要的作用。
“仿生机器人”是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人。目前在西方国家，机械宠物十分流行，另外，仿麻雀机器人可以担任环境监测的任务，具有广阔的开发前景。二十一世纪人类将进入老龄化社会，发展“仿人机器人”将弥补年轻劳动力的严重不足，解决老龄化社会的家庭服务和医疗等社会问题，并能开辟新的产业，创造新的就业机会。”
基本介绍
中文名 ：仿生机器人 对应 ：生物、从事生物 本质 ：机器 背景 ：老龄化社会 前途,体系结构,实例,机器蝎子,机械蟑螂,机器梭子鱼,机器蛙,机器蜘蛛,机器鲔鱼,机器人壁虎,机器水母, 前途 首先，模仿某些昆虫而制造出来的机器人并非简单。比如，国外有的科学家观察发现，蚂蚁的大脑很小，视力极差，但它的导航能力高超：当蚂蚁发现食物源后回去召唤同伴时，是把这一食物的映像始终存储在它的大脑里，并利用大脑里的映像与眼前真实的景像相匹配的方法，循原路返回。科学家认为，模仿蚂蚁这一功能，可使机器人在陌生的环境中具有高超的探路能力。 其次，不论何时，对仿生机械（器）的研究，都是多方面的，也就是既要发展模仿人的机器人，又要发展模仿其他生物的机械（器）。机器人未问世之前，人们除研究制造自动偶人外，对机械动物非常感兴趣，如传说诸葛亮制造木牛流马，现代计算机先驱巴贝吉设计的鸡与羊玩具，法国著名工程师鲍堪松制造的凫水的铁鸭子等，都非常有名。 在机器人向智慧型机器人发展的时程中，就有人提出“反对机器人必须先会思考才能做事”的观点，并认为，用许多简单的机器人也可以完成复杂的任务。20世纪90年代初，美国麻省理工学院的教授布鲁克斯在学生的帮助下，制造出一批蚊型机器人，取名昆虫机器人，这些小东西的习惯和蟑螂十分相近。它们不会思考，只能按照人编制的程式动作。 几年前，科技工作者为圣地亚哥市动物园制造电子机器鸟，它能模仿母兀鹰，准时给小兀鹰喂食；日本和俄罗斯制造了一种电子机器蟹，能进行深海控测，采集岩样，捕捉海底生物，进行海下电焊等作业。美国研制出一条名叫查理的机器鲔鱼，长1.32米，由2843个零件组成。通过摆动躯体和尾巴，能像真的鱼一样游动，速度为7.2千米/小时。可以利用它在海下连续工作数个月，由它测绘海洋地图和检测水下污染，也可以用它来拍摄生物，因为它模仿鲔鱼惟妙惟肖。 有的科学家正在设计鲔鱼潜艇，其实就是鲔鱼机器人，行驶速度可达20节，是名副其实的水下游动机器。它的灵活性远远高于现有的潜艇，几乎可以达到水下任何区域，由人遥控，它可轻而易举地进入海底深处的海沟和洞穴，悄悄地溜进敌方的港口，进行侦察而不被发觉。作为军用侦察和科学探索工具，其发展和套用的前景十分广阔。 同样，研究制造昆虫机器人，其前景也是非常美好的。例如，有人研制一种有弹性腿的机器昆虫，大小只有一张信用卡的1/3左右，可以像蟋蟀一样轻松地跳过障碍，一小时几乎可前进37米。这种机器昆虫最特殊的地方是突破了“牵动关节必须加发动机”的观念。发明家用的新方法是：由铅、锆、钛等金属条构成一个双压电晶片调节器。当充电时，调节器弯曲，充完电了它又弹回原状，反复充电，它就成了振动条。在振动条上装有昆虫肢体，振动条振动就成了机器昆虫的动力，每次振动都会使这种爬行昆虫前进2毫米。通过一只“虫王”就可以控制一大群机器昆虫，由它以接力形式把控制指令传送给每个机器昆虫。套用这种机器昆虫可以在战场上完成侦察、运送物品，或在其他星球进行探路。 仿生机器人 体系结构 机器人体系结构，就是指为完成指定目标的一个或几个机器人在信息处理和控制逻辑方面的结构方式。 基于功能来分解 基于功能分解的体系结构在人工智慧上属于传统的慎思式智慧型，在结构上体现为串列分布，在执行方式上属于异步执行，即按照“感知一规划一行动”的模式进行信息处理和控制实现。以美国国家航天局和美国国家标准局所提出的NASR人MtI〕为典型代表。这种体系结构的优点是系统的功能明了.层次清晰，实现简单。但是申行的处理方式大大延长了系统对外部事件的回响时间，环境的改变导致必须重新规划，从而降低了执行效率。因此只适合在已知的结构化环境下完成比较复杂的工作。 基于行为来分解 基于行为分解的体系结构在人工智慧上属于现代的反应式智慧型，在结构上体现为并行(包容)分布，在执行方式上属于同步执行，即按照“感知一行动”的模式并行进行信息处理和控制。以麻省理工的R.A.Brooks所提出的行为分层的包容式体系结构(SubsumptionArchitecture) 和Arkin提出的基于MotorSc hema的结构为典型代表。其主要优点就是执行时间短、效率高、机动能力强。但是由于缺乏整体的管理，很难适应于各种情况。因此只适用于在沐淘环境下执行比较简单的任务。 基于智慧型分布来分解 基于智慧型分布的体系结构在人工智慧上属于最新的分散式智慧型，在结构上体现为分散分布，在执行上属于协同执行，既可以单独完成各自的局部问题求解，又能通过协作求解单个或多个全局问题。以基于多智慧型体的体系结构为典型代表。这种体系结构的优点是既具有“智慧型分布”的特点，又有统一的协调机制。但是如何在各个智慧型体之间合理的划分和协调仍然需要大量的研究和实践。该体系结构在许多大型的智慧型信息处理系统上有着广泛的套用。 除以上三类主要的体系结构之外，还有一些改进的混合式体系结构，如带反馈环节的行为分解模式、基于分散式智慧型的分层体系结构、基于功能分解的多智慧型体结构等等。但是从整体上来看，它们或是在功能模组的灵活性和扩展性上不足，或是没能很好的协调慎思式智慧型与反应式智慧型，或是各层次间的交流机制不够完善。 控制体系 仿生式体系结构的思想原理 从本质上来讲，慎思式智慧型、反应式智慧型以及分散式智慧型，都是对生物控制逻辑和推理方式的一种借鉴和仿生，但由于客观条件的限制和需求目的的局限，它们都只是从某一个角度和方向对生物智慧型的一种片面的、局部的模仿。本文的仿生式体系结构就是以前述的生物控制逻辑和行为推理为基础，充分借鉴基于慎思式智慧型、反应式智慧型和分散式智慧型等三种体系结构思想的优点与不足之处，针对机器人特别是未知环境下工作的移动机器人在控制体系结构方面所存在的缺点和问题，提出一种具有适应行为与进化能力的新的控制思想与理念。 借鉴分散式智慧型的思想，在控制体系结构中引人社会式行为控制层； 借鉴生物的自适应性思想，在控制体系结构中实现本代内的由慎思式行为层到反射式行为层的学习； 借鉴生物的自进化性思想，在控制体系结构中实现多代间的由反射式行为层向本能式行为层的进化(或退化)。 所以，仿生式体系结构共有四个行为控制层组成，即本能式行为控制层、反射式行为控制层、慎思式行为控制层和社会式行为控制层，它们并行接收来自感知层的外部和内部信息，各自作出逻辑判断和反应，发出控制信息到末端执行层，通过竞争和协调来调节自身并适应外部环境，从而按照目标完成工作任务。 实例 机器蝎子 长约50厘米的机器蝎子与其他传统的机器人不同，它没有解决复杂问题的能力。机器蝎子几乎完全依靠反射作用来解决行走问题。这就使得它能够迅速对困扰它的任何事物做出反应，它的头部有两个超音波感测器。如果碰到高出它身高50%%的障碍物，它就会绕开。而且，如果左边的感测器探测到障碍物，它就会自动向右转。 机械蟑螂 不只是蝎子，就连蟑螂也能给科学家提供设计的灵感，科学家们发现，蟑螂在高速运动时，每次只有三条腿着地，一边两条，一边一条，循环反复，根据这个原理，仿生学家制造出机械蟑螂，它不仅每秒能够前进三米，而且平衡性非常好，能够适应各种恶劣环境，不远的将来，太空探索或排除地雷，就是它的用武之地 机器梭子鱼 麻省理工学院的机器梭子鱼，是世界上第一个能够自由游动的机器鱼。它大部分是由玻璃纤维制成的，上覆一层钢丝网，最外面是一层合成弹力纤维。尾部由弹簧状的锥形玻璃纤维线圈制成，从而使这条机器梭子鱼既坚固又灵活。一台伺服电动机为这条机器鱼提供动力。 机器蛙 机器蛙腿的膝部装有弹簧，能像青蛙那样先弯起腿，再一跃而起。机器蛙在地球上一跃的最远距离是2.4米；而在火星上，由于火星的重力大约为地球的1/3，机器蛙的跳远成绩则可远达7.2米，接近人类的跳远世界纪录。因此它不会再像2007年的火星越野车那样在一块小石头面前一筹莫展了。 机器蜘蛛 这是太空工程师从蜘蛛攀墙特技中得到灵感而创造出的。它安装有一组天线模仿昆虫触角，当它迈动细长的腿时，这些触角可探测地形和障碍。机器蜘蛛原形很小，直立高度仅18厘米，比人的手掌大不了多少。“蜘蛛侠”们不仅能攀爬太空越野车无法到达的火星陡坡地形，而且成本也经济许多，这样，一大批太空“蜘蛛侠”就会遍布在火星大地的各个角落。 机器鲔鱼 机器鲔鱼机器鲔鱼是麻省理工学院自“查理”之后在机器鱼研制方面取得的最新成果。这个新原型拥有柔软的身体，体内只装有1台发动机以及6个移动部件，使其能够在更大程度上模拟真实鱼的移动。 机器人壁虎 珠海新概念航空太空飞行器有限公司李晓阳博士和他领导的研究组，2008年11月15日研制成功仿生机器人壁虎“神行者”。仿生机器人壁虎“神行者”作为一种体积小、行动灵活的新型智慧型机器人，有可能在不久的将来广泛套用于搜寻、救援、反恐，以及科学实验和科学考察。据李晓阳博士介绍，这种机器人壁虎，能在各种建筑物的墙面、地下和墙缝中垂直上下迅速攀爬，或者在天花板下倒挂行走,对光滑的玻璃、粗糙或者粘有粉尘的墙面以及各种金属材料表面都能够适应，能够自动辨识障碍物并规避绕行，动作灵活逼真。其灵活性和运动速度可媲美自然界的壁虎。 机器水母 美国海军研究办公室研制一种“机器水母”，它可用于监测水面舰船和潜艇，探测化学溢出物，以及监控回游鱼类的动向。这些机器水母是由生物感应记忆合金制成的细线连线，当这些金属细线被加热时，就会像肌肉组织一样收缩。
在小米发布会上机器人仿生材料，雷总发布机器人仿生材料了第一代仿生机器狗CyberDog机器人仿生材料， 小米公司准备了1000台工程 探索 版机器人仿生材料，并邀请发烧友到小米社区来一起玩。售价9999元。而目前现代收购了波士顿动力，特斯拉计划要批产人形机器人，甚至小米也在玩铁蛋，之前本田也出过人形机器人。巨鲸小米机器人仿生材料的进场，究竟将如何搅动中国机器人的市场格局？
首先我们先要了解一下什么是仿生学。
仿生学是一门既古老又年轻的学科。
人们研究生物体的结构与功能工作的原理，并根据这些原理发明出新的设备、工具和 科技 ，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术。
仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios（生命方式的意思）”和字尾“nlc（‘.具有……的性质’的意思）”构成的。这个词语大约从1961年才开始使用。某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受（ 感觉功能 ）、 信息传递 （神经功能）、 自动控制系统 等，这种 生物体 的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子，如将 海豚 的体形或皮肤结构（游泳时能使身体表面不产生 紊流 ）应用到 潜艇 设计原理上。
仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。
仿生机器人研究现状
纵观仿生机器人发展历程，到现在为止经历了三个阶段。
第一阶段是原始 探索 时期，该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。该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。
我国仿生研究起步较晚，近 30 年来在 NSFC的大力资助下，经历了跟踪国外研究、模仿国外成果到局部领域齐头并进三个阶段。如北京航空航天大学孙茂教授利用Navier-Stokes方程数值解和涡动力学理论研究了模型昆虫翼作非定常运动时的气动力特性，解释了昆虫产生高升力的机理，为微型仿生扑翼飞行器的设计提供了理论基础，在国际昆虫扑翼飞行机理研究方面占有一席之地 。哈尔滨工业大学刘宏教授研制的类人五指灵巧手，能灵活运动并进行物品的抓取，技术指标与国外同类产品相当。
仿生机器人从诞生、发展，到现在短短几十年的时间里，对其研究取得了一系列的成果，开辟了机器人领域独特的技术发展道路和研究方法，大大开阔了人们的眼界，显示出了广阔的应用前景和极强的生命力。但由于其学科交叉性，发展至今依然存在“形似而神不似”、达不到生物系统的精巧程度、实际应用有限等诸多问题。究其原因，主要是在生物机理、机构及驱动设计、仿生材料、仿生控制、生物能量利用等方面存在问题。
小米公司展示的全尺寸仿生机器人CyberOne，这款机器人为小米自主研发的产品，汇聚了小米对于机器人研发的所有技术，包括仿生感知认知技术，生机电融合技术，人工智能技术，大数据云计算技术，视觉导航技术等。该机器人目前只能进行简单的双足运动平衡；具有一定的三维空间识别能力；同时还可以和人类进行简单的交流。
CyberOne的设计。该仿生机器人的设计思路非常的明显，必须符合人体的外观，人体的基本运动能力，需要对周围的空间和物体进行实时的三维建模，并进行感知。同时还需要有强大的计算能力，能够完成机器人和人类的交流。同时还可以帮助人类完成相关的工作。这些都是机器人发展过程中都需要面对的问题。
CyberOne的技术。双足仿生机器人能够完成运动，最重要的是进行机器人的关节设计和算法的研究。这类机器人多采用铝合金材料当作机器人的骨骼结构。小米自主研发的机械控制动态系统，系统中的算法越丰富，机器人可以完成的动作难度会越高。此外该机器人搭载了先进的传感器和AI算法，传感器收集到的信息进行快速的三维重建。并将三维数据传递给大数据中心。大数据会根据实际情况筛选出方案让机器人完成。机器人的内置了语言分析模块，通过语音识别和图像识别，对声音语音和图像语音进行辨别，这就是自然语言处理技术。此外该机器人还内置了GPS定位系统，可以通过云端地图数据进行导航。
CyberOne的未来。该仿生机器人只是小米研究机器人的第一步，而且机器人中的算法，芯片和通信等核心技术都需要面临大幅度的提高。这样机器人才可以被人类完全接受，使用的过程中才可以安全。
