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生物机电系统组成的赛博格动物的构建、控制与应用
随着计算机技术的发展,研究转向生物混合机器人,特别是机器人动物。它们将生物智能与机器功能相结合,旨在尽管存在控制和稳定性挑战,但仍能实现有效的环境交互。
来源:Scientific Inquirer随着计算机技术的快速发展,传统的硅基机器人在智能化方面取得了长足的进步。然而,由于它们仍然主要依赖于刚性的机械结构、电池和电力驱动系统,因此它们的机动性、自主决策、耐力以及与复杂环境的自然互动仍然不如活体动物。
为了克服这些限制,研究逐渐从仿生机器人转向生物混合机器人。其中,赛博动物代表了机器智能与生物智能相结合的重要分支,利用了动物固有的感知、运动、能量供应和环境适应能力。这赋予了机器人动物系统独特的潜力,可以完成复杂场景中的环境探索、紧急搜索和任务执行等任务。
“与此同时,该领域仍面临重大挑战,包括个体间控制的一致性有限、刺激结果对内部状态和环境扰动的敏感性以及系统的长期稳定性、可移植性和可控性不足。”作者、中国科学院沉阳自动化研究所研究员马跃表示:“这些问题使得有必要系统地回顾机器人动物的构建、控制策略和应用,以支持该领域的进一步发展。”
本次综述的目的不是关注单一的机器人动物模型或一项特定技术,而是旨在系统地描绘整个领域的发展。它首先以动物分类学为组织框架,总结了鱼类、爬行动物、哺乳动物、鸟类和各种无脊椎动物的研究,从而突出了动物模型在运动能力、可控性和应用潜力方面的差异。
图片来源:马跃,中国科学院沉阳自动化研究所..
