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《机器人导论》课程考核论文

题 目： 对仿生壁虎脚以及步态的研究

学生姓名： 李某某

学 号： ***85

所在系院： 机器人***

专业班级： 20级智能科学与技术1班

完成时间： 2020 年 12 月

安徽***教务处 制

对仿生壁虎脚以及步态的研究

摘要：仿生机器人，简单地说，就是研究人员从自然界的生物体中受到启发，通过仿生技术模仿这些生物的外部结构或者功能，制备出兼具生物结构和功能特性的机器人系统。尤其是近些年，随着仿生技术的高速发展，仿生学在机器人领域的应用愈发广泛，这使得仿生机器人愈发智能化，也促使其从定点作业走向难度更大的航空航天、军事侦察、资源勘探、水下探测、疾病检查以及抢险救灾等应用领域。毋庸置疑，仿生机器人未来必将在国计民生中发挥不可替代的作用。对仿生机器人中的一种--壁虎甚至在真空中都可以在垂直光滑的玻璃墙壁上纹丝不动和爬行 ,显然 ,这不可能是摩擦力和真空吸力所致 ,它不分泌任何液体 ,也不可能是通常的粘合剂作用。对壁虎脚足刚毛吸力的精确测定表明 ,壁虎腿与物体表面的吸力完全是范德华力相互作用。本文详细介绍了有关壁虎脚仿生研究的最新进展和对壁虎步态的研究。

关键词：仿生机器人；仿生技术；机器人系统

1 绪论

1.1引言

人们发现，一些关于植物和动物的相类似的功能，实际上是超越了人类自身在此方面的技术设计方案的。植物和动物在几百万年的自然进化当中不仅完全适应自然而且其程度接近完美。仿生学试图在技术方面模仿动物和植物在自然中的功能。这个思想在生物学和技术之间架起了一座桥梁，并且对解决技术难题提供了帮助。通过再现生物学的原理，人类不仅找到了技术上的解决方案，而且同时该方案也完全适应了自然的需要。研发仿生智能材料的本质是通过学习和模仿自然界生物体的化学成分、材料结构和功能特性,将仿生理念与材料制备技术相结合,优化设计并制备结构功能一体化和功能多样化的新型先进材料体系。综述了近年来仿生智能材料领域所取得的一系列有创新意义和实用价值的研究成果,包括防冰涂层材料、海洋防污材料、自修复自愈合材料、红外隐身材料、水下黏结材料等,评述了这些新型智能材料的仿生设计原理、制备加工技术和发展前景。自然界中生物的多样性以及多样性生物所展示出的各种特异功能 ,激励着人类的想象力和创造力。像壁虎一样在树干、墙壁、天花板甚至垂直的光滑玻璃板纹丝不动地停留或轻松自如地行走 ,是人们持久关注和追求的目标之一。通过对壁虎腿足刚毛吸力的精确测定,认定壁虎腿足与物体表面的吸力完全是范德华力相互作用。研究结果表明,人类实现飞檐走壁的梦想已经为时不远了。

2 论文相关理论

2.1仿生壁虎的介绍

作为仿生智能，展现给大家最直观的就是仿生生物。例如仿生机器人壁虎，在自然界，壁虎依靠神奇的四脚静止时紧紧吸附，移动时轻松脱离。许多对壁虎脚足刚毛的研究认为，壁虎之所以能够攀檐走壁，完全是壁虎脚与攀爬对象之间"范德华力"作用的结果。因此，多年来各国科研人员都致力于用纳米材料来模仿壁虎脚刚毛，并制造了各式各样的"机器壁虎"。然而，这些"机器壁虎" 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 中跨越的距离；在地壁过渡过程中把身体视为两段刚体的连接，在 XOZ 平面内两者与水平面内之间的夹角与时间变化成正比关系。

3 结束语

仿生技术与生物的结合, 为科学界提供了全新的思路, 仿生学在科技领域的应用取得了显著效果。但仿生应用还很有限, 尤其是在结构更复杂的生物上面, 目前大多数研究还处于设计阶段, 还需大量临床试验予以证实，这就要求科研人员花费更多的精力去研究和反复实验，我们有理由相信，在未来的时间里，仿生壁虎可以应用到更多的领域。

参考文献

[1] 许某某 , 付宜利 , 王某某 , 等 . 仿生机器人的研究 [J]. 机器人 ,2004,26(3):283-288.

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