仿生智能“蜥蜴”機(jī)器人
在仿生技術(shù)、控制技術(shù)和制造技術(shù)不斷發(fā)展的今天,仿人及仿生物機(jī)器人相繼被研制出來。仿生機(jī)器人已經(jīng)成為機(jī)器人家族中的重要成員。在第十二屆中國青少年機(jī)器人競賽上,由甘肅省臨洮縣第一實(shí)驗(yàn)小學(xué)機(jī)器人創(chuàng)意小組的同學(xué)們設(shè)計(jì)研制出的仿生智能“蜥蜴”機(jī)器人,雖然沒有國際上許多尖端技術(shù),但是學(xué)生們充分發(fā)揮了自身的創(chuàng)新與動手能力,通過長期觀察蜥蜴這種爬行動物的形狀、行為及生活習(xí)性,制作出了仿真的蜥蜴形象和具有機(jī)器人智能控制能力的機(jī)器生物體。

選擇仿生對象
為什么會選擇蜥蜴這種動物來作為仿生對象呢?創(chuàng)意小組經(jīng)過討論后認(rèn)為:蜥蜴屬于爬行類,其骨骼結(jié)構(gòu)簡單,易于模仿關(guān)節(jié)運(yùn)動。而4足動物制作起來也易于平衡。同時(shí),作為機(jī)器人應(yīng)該是一種具有智能判斷、自動運(yùn)行能力的機(jī)器。結(jié)合這兩方面的特點(diǎn),創(chuàng)意小組最終選擇仿生智能“蜥蜴”機(jī)器人來作為研究對象以及制作目標(biāo)。
由于步行式機(jī)器人關(guān)節(jié)較多,行走方式特別,制作起來相對困難,在查閱諸多資料后,最終創(chuàng)意小組決定采用arduino單片機(jī)為主控制單元,32路舵機(jī)控制器為動作控制單元,配以10個(gè)舵機(jī)為行走單元,紅外線傳感器、氣體傳感器、無線視頻采集設(shè)備為功能單元。機(jī)器人的外形則采用了普通的亞克力板來制作,按蜥蜴的形狀進(jìn)行壓制和組裝。
小蜥蜴 大用途
制作一臺機(jī)器人,最終目標(biāo)是把它應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活的各個(gè)領(lǐng)域,讓它能更好地為人類服務(wù)。創(chuàng)意小組通過近半年多時(shí)間的搭建和調(diào)試,使這臺仿生蜥蜴機(jī)器人不僅可以應(yīng)用于野外環(huán)境下的無人化視頻采集,發(fā)生災(zāi)害地區(qū)的環(huán)境觀察,有害氣體泄漏地區(qū)的氣體探測,還能夠在這些環(huán)境中自由行走。

在實(shí)用性方面,仿生智能“蜥蜴”機(jī)器人擁有三大實(shí)用功能:
一是可以通過智能判斷,在行走過程中自己識別道路情況,在有障礙的情況下可以有選擇性地避開障礙。
二是具備視頻收集功能。它的“第三眼”,也就是在它的上方安裝的無線視頻攝像頭,可隨時(shí)傳輸回視頻信號,可以方便了解機(jī)器人所處的位置及環(huán)境。這個(gè)功能可在特殊環(huán)境下(如廢墟、發(fā)生事故的工廠及高危氣體環(huán)境中)探測現(xiàn)場真實(shí)情況,及時(shí)準(zhǔn)確地為人們提供可靠數(shù)據(jù)。
三是創(chuàng)意小組還為這個(gè)機(jī)器人設(shè)計(jì)了一個(gè)“鼻子”,它可以檢測到有害氣體的濃度。這樣就可以讓它到含有有毒氣體的環(huán)境中去檢測有毒氣體的濃度,方便人們?nèi)チ私饽承┑胤降膬?nèi)部情況,可以在救災(zāi)、有害氣體泄漏等環(huán)境下進(jìn)行無人操作。
讓“蜥蜴”活起來
通過長時(shí)間的研究與搭建,這臺智能仿生“蜥蜴”機(jī)器人雖然在運(yùn)行方式和智能控制能力方面比較令人滿意,但同時(shí)也有某些方面需要改進(jìn)。比如機(jī)器人的仿生模仿能力不是太強(qiáng),個(gè)別動作協(xié)調(diào)性方面不夠真實(shí);機(jī)器人完成實(shí)用性任務(wù)功能較少等。
根據(jù)這些問題,創(chuàng)意小組還為這臺機(jī)器人提出了更高的要求,比如讓這臺仿生機(jī)器人擁有多元化的程序存貯體系,可以適應(yīng)于各種環(huán)境下的行動及探測等。
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