仿生机器人学

biologically inspired robotics

定义：机器人学和生命科学的交叉学科。其目的是从研究动物的行为机制中受到启发，并应用于设计更富灵活性、鲁棒性，类似于动物相应功能的机器人。

学科：生物物理学_生物控制论_仿生学

相关名词：机器人学 认知机器人学 航天机器人

来源：全国科学技术名词审定委员会

图片来源：视觉中国

仿生机器人学是仿生学与机器人学的交叉学科，是生物科学和工程技术的结合。研究目的是通过学习、模仿生物体的形态、运动、功能、控制等，迁移应用到机器人中，从而获得更灵活、更智能的机器人。

有些人对仿生机器人的认识可能还局限于美国波士顿动力公司（Boston Dynamics）发布的SpotMini、Atlas等产品。作为四足机器人和人形机器人的代表，它们可以走路、跑步、越障，运动起来颇为灵活自如。但这些成果并不是研究的终点，除了运动仿生之外，仿生机器人学还要研究材料仿生、控制仿生以及集群仿生等。

随着机器人种类和任务的多样化，对于构建机器人的材料也提出了新的要求。一些软体机器人需要高强高韧、变形可控的柔性材料，服务型机器人则需要具有感知功能的智能材料来进行人机交互以及感知环境变化。近些年，一些仿照人体皮肤、肌肉性能的仿生皮肤、人造肌肉（其实质为形状记忆合金，电/磁致伸缩材料等）就应用于机器人的传感、驱动等系统。

随着控制科学乃至人工智能的发展，科学家又开始向神经系统的仿生发起了冲击。人工神经网络是若干类似神经元的处理单元相互连接而构成的庞大信息处理系统，是对人脑组织结构和运行机制的抽象、简化和模拟。上海交通大学的JTUWM系列四足行走机器人，就将人工神经网络应用于机器人的力/位置混合控制。

无人机集群编队近年来在各种庆祝活动中频频出镜，它在军事领域的潜在应用不可忽视。模仿社会性动物群体（如蚂蚁、蜜蜂和人）的集群仿生也是仿生机器人学的一个研究方向，它的目的在于通过群体行为增强个体智能，提高系统整体工作效率，减少局部故障对整体的影响。

综上所述，仿生机器人学涉及结构、材料、功能、运动以及控制仿生等多个方面。通过对自然界更完善的学习模仿，来发展更具特色的理论和技术，是仿生机器人学的研究任务和发展趋势。