21世纪以后,我国开始步入老龄化社会,仿生机器人的出现弥补了劳动力不足的缺陷。仿生机器人是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人。以下是仿生机器人市场现状。
仿生机器人发展现状
仿生机器人是仿生学与机器人领域应用需求的结合产物。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。”仿生机器人按照其工作环境可分为陆面仿生机器人、空中仿生机器人和水下仿生机器人三种。此外,还有一些研究机构研究出水陆两栖机器人、水空两栖机器人等具有综合用途的仿生机器人。仿生机器人同时具有生物和机器人的特点,已经逐渐在反恐防爆、探索太空、抢险救灾等不适合由人来承担任务的环境中凸显出良好的应用前景。
仿生机器人市场现状
国家自然科学基金委员会(以下简称“NSFC”)非常重视对仿生机器人项目的培育、优选和资助工作。目前,该领域的项目申请主要集中在机械工程学科(E05代码)的E0501(机构学与机器人)和E0507(机械仿生学)2个方向。据统计,截止目前,NSFC在E05方向共资助面上项目137项,资助经费7460万元;资助国家杰出青年科学基金项目2项,资助经费160万元;资助青年科学基金项目81项,资助经费1876.4万元;资助重大项目1项,资助经费1500万元;资助重点项目8项,资助经费1590万元;资助地区科学基金项目3项,资助经费150万元。特别是近年来,资助力度有较大增长。
目前,随着生物结构和功能逐渐被认知和掌握,仿生机器人技术已逐渐应用于军事、生产生活、康复医疗等诸多领域。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,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,以达到与生物更加近似的性能,适应复杂多变的环境,最终实现宏观和微观相结合的仿生机器人系统,从而实现广阔的应用。
仿生机器人的应用
仿人机器人如Nao、Pepper,四足机器人如索尼机器狗Aibo等已进入教育、娱乐、陪伴、导游导览等领域,如通过人脸识别识别不同说话人、人机对话为人提供必要的信息服务和产品介绍、利用机器人进行科学研究、通过舞蹈表演、机器人比赛用于展示和教育。中国科学院自动化研究所研发团队开发的仿生机器鱼系统在大学和科研机构用于仿鱼运动机理、控制与协作的研究,在国内多个科技馆用于科普教育。同时,该研发团队通过中国科学院自动化研究所(洛阳)机器人与智能装备创新研究院进行了小型教育娱乐仿生机器鱼的产业化,用户可以通过手机遥控机器鱼实现灵活的水上运动。
在我国,国防科技大学、哈尔滨工业大学、清华大学都研制开发了双足步行机器人。北京理工大学研制的仿人机器人,能够实现太极拳表演、刀术表演、腾空行走等复杂运动,同时也开发了高仿真人形机器人。在仿人机器人乒乓球对打、人机器人乒乓球对打研究中,北京理工大学、中国科学院自动化研究所、浙江大学等单位开发了乒乓球的高速识别与轨迹预测、击球策略与控制等关键技术,实现了多回合乒乓球对打。
综上所述,仿生机器人涉及机构仿生、感知仿生、控制仿生、智能仿生等关键技术。基于这些关键技术可形成多种类型的仿生机器人系统,如仿生机器人、仿动物机器人、灵巧手、仿生眼等。通过研发工作,最终希望仿生机器人可在环境中自由运动并能够使用各类工具,在危险环境下代替人进行工作,或在日常生活中为人提供服务。以上是仿生机器人市场现状分析。