智能机器人技术--水下机器人及仿生机器人.pptxVIP

水下机器人4.6

4.6.1水下机器人概述20世纪50年代末期，世界上第一台真正意义上的AUV系统平台“SPURV”在美国华盛顿大学问世，主要用于水文调查。20世纪80年代末，随着人工智能技术、微电子技术、控制硬件和计算机技术等方面的进步，智能水下机器人技术得到了迅猛发展，许多沿海国家尤其是发达国家都致力于智能水下机器人技术研发和产品研发。美国、英国、日本、加拿大、俄罗斯等国家，成立了专门研发机构，并随着水下自治机器人应用范围的不断扩大逐渐形成系列产品。

4.6.1水下机器人概述国内在AUV方面的研究机构主要有中国科学院沈阳自动化研究所、哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室和中船重工710所等。从1992年6月起，中国科学院沈阳自动化研究所联合国内若干单位与俄罗斯展开合作，在俄罗斯MT一88AUV的基础上，针对国际海底资源调查的需要，研制出6000m的CR一01AUV。在此基础上，在“十二五”期间，又开展了新的“潜龙一号”和“潜龙二号”的研制和应用。“潜龙一号”AUV是我国第一台实用化的深海AUV，下潜深度达到6000m，自2013年起多次承担多金属结核区域的探测任务，是我国海洋科考调查船配套的成熟装备。“潜龙二号”AUV在“潜龙一号”AUV的基础上进行了优化，具有非回转体立扁水动力外形，其目的在于使AUV适应西南印度洋热液区复杂地形作业的需要。

4.6.2水下机器人技术分析AUV在极端恶劣条件下深海里，不仅要承受极大的压力，还要保持中性浮力，这样才能减少需要的推进能量，提高航行器的效率。因此AUV的总体结构一般进行优化设计，保证AUV本体流线型外形设计，并尽可能结构紧凑，在有限的体积与系统功耗和电池组电量间找到一个平衡点，根据设计目的搭载不同的传感器，并维持尽量长的续航能力。此外，AUV都采用模块化和标准化的设计，能够完成更多不同的任务。由于航行体内部所有机械和电子接口都是标准的，因此能快速将所选传感器集成到载荷模块，再通过软件工具包将新传感器的功能集成到主系统的软件中，使得数据流与导航状态同步。因此，AUV具有更强的续航能力和负载搭载能力，更自动化和安全的释放回收系统。

4.6.2水下机器人技术分析用于海洋勘查的AUV一般由如下基本部分组成：AUV电池探测设备搭载导航定位推进系统通讯安全释放回收系统甲板工作站

4.6.2水下机器人技术分析AUV系统是一个集成了传感器技术、信息融合技术、控制技术等的复杂系统，其系统软件控制方面对系统的稳定性、鲁棒性、低冗余性等具有较高要求。智能水下机器人软件体系结构图

4.6.2水下机器人技术分析国内外典型AUV的主要参数：

4.6.2水下机器人发展趋势发展趋势整体设计的标准化和模块化高度智能化高效率、高精度的导航定位高效率与高密度能源多个体协作

仿生机器人4.7

4.7.1仿生机器人概述仿生机器人发展历程，到现在为止经历了四个阶段。第一阶段是原始探索时期，这一阶段主要是生物原型的原始模仿，如原始的飞行器，模拟鸟类的翅膀扑动，该阶段主要靠人力驱动。20世纪中后期，由于计算机技术的出现以及驱动装置的革新，仿生机器人进入到第二个阶段，宏观仿形与运动仿生阶段。这个阶段主要是利用机电系统实现诸如行走、跳跃、飞行等生物功能，并实现了一定程度的人为控制。进入21世纪，随着人类对生物系统功能特征、形成机理认识的不断深入，以及计算机技术的发展，仿生机器人进入了第三个阶段，机电系统开始与生物性能进行部分融合，如传统结构与仿生材料的融合以及仿生驱动的运用。当前，随着生物机理认识的深入、智能控制技术的发展，仿生机器人正向第四个阶段发展，即结构与生物特性一体化的类生命系统，强调仿生机器人不仅具有生物的形态特征和运动方式，同时具备生物的自我感知、自我控制等性能特性，更接近生物原型。“仿生机器人”是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人。仿生机器人研究涉及机构仿生、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，如仿人机器人、仿动物机器人、灵巧手、仿生眼等。

4.7.1仿生机器人概述仿人机器人：仿人机器人是模仿人类形态、运动、感知和交互功能的机器人系统。通过研发工作，最终希望仿生机器人可在坏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。

4.7.1仿生机器人概述仿生四足机器人：自然界中的哺乳动物、昆虫、两栖动物等都是依靠腿足在复杂环境中自由行动的，因此，研究仿生四足机器人或多足机器人将具有较为理想的复杂环境通过能力，适合在野外、灾害现场等特殊环境下进行运输、救援作业。

4.7.1仿生机器人概述仿鱼机器人：鱼类具有高效率、高机动、高加速度、低噪声、水下适应性良好