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乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

国外机器人的研究现状

1仿生机器人与新型机构

对人的研究，国外侧重于对人行走时的步态分析，通过对人脚形状的分析，得

出具有圆形截面的脚趾和脚后跟以及具有扁平截面的连接脚趾和脚后跟的中间

部分具有最佳的动力学性能。对人形机器人步态规划问题，XiaZeyang等人提

出了一种基于样品的决定性的脚步规划方法，该方法综合考虑了自身独特的运

动能力和稳定性。对于在不同类型障碍的复杂环境中脚步规划，YasarAyaz采

用与人走近障碍物时绕过的方法，通过脚步实时的生成成功避开障碍物。此外，

对于双足步行机器人的复杂地面运动的研究也有新的进展，研究出一种新型的双

足机构，能实现不平区域稳定地行走，该足由4个分别带光学传感器的鞋钉组

成，总重1.5kg。对动物的研究则表现为对诸如蛇、鱼的结构以及运动性能的

研究。仿蛇机器人不仅可以作为管道检测装置，也可以作为地震或矿难探索装

置，更可以当作极地探测器来进行科研活动。Shigeo和

HiroyaYamada就将仿蛇机器人的机械结构分为5种类型：活动的弯曲关节式；

活动的弯曲和拉伸关节式；活动的弯曲关节和活动的车轮式；被动弯曲关节和活

动车轮式；活动的弯曲关节和履带式。AkselAndreasTranseth等采用摩擦力模

型方法建立了一蛇形机器人模型，该机器人能与包括地面的障碍物以外的物体

接触，对地震或矿区救援很有帮助。KristinY.Pettersen等人对蛇形机器人在存

在障碍物环境中运动进行了复合建模，仿真结构证明该模型能实现不规则环境中

的一般运动。但蛇形机器人目前要真正达到在复杂环境中畅通无阻地运动，还有

待进一步研究。对海洋的开发，相对于其它的水下自动化装置，仿生鱼具有更

好的推进力和流体适应性。其研究主要体现在结构和运动特性上。JunGao和

K.H.Low等人对胸鳍驱动和尾鳍驱动鱼形机器人进行了分析，讨论了鱼结构和

运动各参数的关系。YuZhong等人对由阀体与尾鳍构成的机器人鱼的运动性能

进行了研究，采用量纲分析方法，建立了一种能预测运动的机器鱼模型。

GiuseppeTortora等人设计了类水母微型机器人，它由磁体驱动自身的运动,具有

较好的运动性能。但机器鱼在结构仿生度、性能如直线游泳与拐弯半径等方面还

有待进一步的研究。此外，KazuyaKobayashi等人对用于抓掐、旋转细小物体

的手指尖进行了设计和分析，并进行了抓取USB插头的实验，验证了该设计的

可行性，但其抓取策略还有待进一步的优化。JianS.Dai等人第一次提出了可

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

变构手掌，并设计了多指可变构手Metahand,该手可折叠也可展开，具有相当高

的灵活性。

新型机构也是当前研究的热点之一。随着对机器人的柔性程度和精度要求越

来越高。于是对可重构机器人和并联机构的研究成为了时代的必要。Michael

D.M.Kutzer等人设计的一种新型的独立移动可重构模块化的机器人，工作时可

以是链式或晶状式，在危险环境中表现出了出色的运动能力。HongxingWei等

人设计了一种自组装和自重构的模