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前言：盘点全球顶级的20个仿生机器人

🐕 大狗机器人: 波士顿动力出品，可承载500公斤重物，速度可达25公里/小时。
🐟 机器鱼: 外观真实，主要用于娱乐。
🐦 机器鸟: 模仿信天翁飞行，最高可飞至一公里的高度。
🐙 机器章鱼: 深海探索，装备有摄像头和记录设备。
🕷️ T8机器蜘蛛: 通过3D打印制造，售价为1,385美元。
🦈 机器鲨鱼: 军事工程师创造，模仿凶猛的海洋捕食者。
🦘 仿生袋鼠机器人: 能跳跃并储存能量，由德国Festo公司制造。
🐍 机器蛇: 用于救援任务，例如地震或矿难后的搜救。
🐶 IBO AI小狗: 价格为2,899美元，能展现情感并与主人互动。
🦑 机器水母: 逼真的造型，可在强流中稳定地悬浮。
🦎 机器蜥蜴: 可在水和陆地上移动，设计上模拟了两栖动物。
🌊 蝠鲼机器人: 新加坡国立大学研制，模仿蝠鲼的游泳动作。
🐱 Nikoro机器猫: 感应器安装在鼻子，可以看到周围的环境并发出48种声音。
🦗 仿生蚂蚁: 通过复杂的控制算法模拟蚂蚁的合作行为。
🦀 Crabster CR-200: 韩国海洋科学技术研究所研发，模拟蟹或龙虾在海底行走。
🐆 机器猎豹: 速度可达45公里/小时，外观设计仍在进一步完善中。
🐉 Festo仿生蜻蜓: 德国技术公司研制，模仿真实蜻蜓飞行。
🦂 蝎子六足机器人: 比利时根特大学学生制作，外观和动作都非常逼真。

扩展阅读：盘点全球顶级的20个仿生机器人

一、仿生机器人分类

● 陆上仿生机器人

陆上仿生机器人问世最早、应用最广，包括上文提到的双足/四足机器人，以及爬行类机器人、跳跃式机器人等。
2023年5月，新一期美国《科学》杂志首次披露美国佐治亚理工学院科研人员研发的多足机器人，该多足机器人灵感来自蜈蚣。蜈蚣以其摇摆不定的步态而闻名，它们有几十到几百条腿，可以穿越草地、石头等各种复杂地形。而模仿这一特性的多足机器人也可以在崎岖不平的地形上移动，未来有望在农业、搜救及太空探索等领域应用。

● 空中仿生机器人

空中仿生机器人主要模拟昆虫、飞鸟等飞行生物的形态，并具备体积小、运动灵活等特点，可以执行空中侦察等任务，主要包括扑翼型机械蜻蜓、机械苍蝇等。

● 水下仿生机器人

水下仿生机器人主要模仿鱼类等水生生物的游动，如利用电机驱动机械系统模拟鱼尾部流线型平滑摆尾，以执行水下排爆、侦察等任务，包括仿生蝠鲼、仿生水母等。

二、 陆上仿生机器人

● 双足机器人

双足机器人是一种非常复杂的移动机器人，其动力学特性具有高维度、非线性和不连续，这些特性让传统的控制方法面临巨大挑战。这种类型的机器人在稳定性、适应性以及灵活性方面要求极高，这也是为什么它的研发难度比轮式机器人和履带式机器人大得多。

双足机器人的应用领域广泛，包括但不限于工业生产、医疗保健、娱乐等。然而，由于其研发的难度和成本，目前在市场上可见的双足机器人并不多。尽管如此，一些研究机构和企业仍在大量投入人力物力进行相关研究。例如，日本AIST的HRP2/HRP3、意大利IIT的WALKMAN和Coman、德国DLR的TORO、美国Georgia Tech的DURUS以及美国NASA的Valkyrie等，都是具有一定影响力的双足机器人研究项目。

● 四足机器人

四足机器人是一种仿生的机器人类型，它模仿了动物的运动方式，通过四个支点来进行移动。这类机器人在工业应用、机器人教育以及科研领域等都有团队在进行研究。例如，宇树科技是全球最早公开零售高性能四足机器人和最早实现四足机器人行业落地的世界知名机器人公司，专注于消费级、行业级高性能四足机器人、灵巧机械臂自主研发、生产及销售。此外，机器狗Go1作为全球首款消费级伴随仿生四足机器人，也受到了广泛的关注。

在控制方面，四足机器人的运动可以被分解为平面内的运动，其位姿表示成P = [ x , y , θ ] T，其中P= [x,y,\theta]^T表示位置和姿态。目前，四足机器人的研究方向不仅包括提高控制精度和稳定性，还包括优化设计结构以实现更好的运动性能。

● 蛇形机器人

蛇形机器人是一种新型的仿生机器人，设计目的是模仿生物蛇的运动方式。这种机器人由于能实现像生物一样的“无肢运动”，因此被国际机器人业界誉为“最富于现实感的机器人”。

日本的东京科技大学在1972年研制出了世界上第一条蛇形机器人，其速度可达40厘米/秒。美国宇航局则发明了一种自主蛇型机器人EELS，它能顺着星球表面狭窄的喷口向下滑入，并在其地下海洋中寻找宜居的迹象。

蛇形机器人以其独特的运动特性，在复杂、危险的环境以及人类无法到达的场合中有着广泛的应用前景。这些环境包括海洋探索、深海作业、精准医疗、灾害消除和军事侦察等。例如，蛇形机器人可以在泥浆、水和沙子中运行，并且可以在高度不规则的表面（例如碎片）上移动。此外，由于蛇形机器人体积小巧、灵活，运动方式多样，它可适应多种复杂地形环境，并可携带多种装备完成灾后救援和军事侦察活动。目前，许多国家的学者都在对蛇形机器人的研究投入了极大的兴趣。

三、 空中仿生机器人

● 仿生鸟

仿生鸟是指通过模仿鸟类的形态、结构、行为和生理特征，设计和制造出具有特定功能的机器人或设备。这些机器人或设备不仅有助于我们更深入地理解鸟类的生物机制，也为工程领域提供了新的设计思路和解决方案。

例如，“云鸮”飞行器是一种仿生扑翼飞行器，这种飞行器模仿了鸟类等生物扑动翅膀的飞行方式。由于扑动翼具有较多的运动自由度，因此这种飞行器具有较强的机动性。此外，仿生扑翼飞行器还具有仿生性、隐蔽性和便携性，一般为手抛起飞、滑翔降落，起降不受场地限制，还可以像微小型固定翼飞行器那样实现快速高飞、长距离巡航等。据报道，团队研制的仿生扑翼飞行器已在北京、沈阳、深圳、北川、羊八井（海拔4300m）、稻城（海拔4100m）等全国20余个地区完成了3000余架次任务飞行，能在-10~40℃、4级风及小雨雪环境下使用。

另外，德国电气自动化公司Festo利用仿生学习网络开发了BionicSwifts，也就是仿生机器鸟。单个薄片是由超轻、柔软但非常结实的泡沫制成的，像带状疱疹一样相互叠放。铰接的叶片使机翼像鸟一样工作，在向下冲程形成强大的铲子以推向空中，但在向上冲程则变得轻盈。

总的来说，仿生鸟的研究不仅有助于我们更深入地理解鸟类的生物机制，也为工程领域提供了新的设计思路和解决方案。

● 仿生蜻蜓

仿生蜻蜓是一种基于人造蜻蜓的超轻型飞行器，可以实现蜻蜓的高度复杂的飞行特性，如旋转、盘旋、转动等。它的研发是基于仿生学原理，尤其是对蜻蜓翅膀的研究。研究者通过计算流体力学的方法研究了蜻蜓翅膀的形态和运动方式，设计出了一种在特定运动轨迹下具有较好气动力的仿生机翼。

费斯托网站详细介绍了仿生蜻蜓的原理、特点和应用，以及相关的仿生项目和宣传册。此外，还有一些视频网站介绍了仿生蜻蜓如何飞行的原理和过程，以及串翼扑翼机的制作和特点。

仿生蜻蜓的研究不仅有助于我们更深入地理解蜻蜓的生物机制，也为飞行器设计提供了新的灵感和思路。例如，SmartBird就是一种受银鸥启发的仿生设计，其翅膀不仅可以上下拍打，而且能以特定方式扭转，这种设计中有一个活动的关节扭转驱动装置，可通过一系列复杂原理实现前所未有的高效驱动。

四、水下仿生机器人

● 仿生鱼

仿生鱼是一种模仿真实鱼类形态和行为的机器人。它的研究和发展不仅有助于我们更深入地理解鱼类的生物机制，也为水下探测、监测和作业提供了新的工具和方法。例如，仿生机器鱼可以用于探测水中的污染物，并绘制河水的3D污染图。这种机器鱼形似鲤鱼，身上装备有探测传感器，可以发现水中的多种污染物，如轮船泄漏的燃油或其他化学物质等。

仿生鱼的优势在于其轻量化和高灵活性。一些先进的仿生鱼模型，如由Festo公司研发的线驱动仿生鱼，其重量还不到200克，而且成本远低于现有的深海机器人。此外，由于其软体设计，仿生鱼对复杂环境、极端环境和恶劣环境的适应性强，可以在某些传统机器人难以触及的领域发挥作用。

值得注意的是，中国科学家在仿生深海软体机器人领域也取得了重要进展。他们创造了第一个可以在海洋最深处作业的仿生软体机器鱼，这标志着中国深海科技在全球范围内的影响力逐渐增强。

● 仿生水母

仿生水母是一种模仿真实水母形态和行为的机器人。它的研究和发展不仅有助于我们更深入地理解水母的生物机制，也为水下探测、监测和作业提供了新的工具和方法。例如，仿生机器水母可以用于探测水中的污染物，并绘制河水的3D污染图。

德国知名企业FESTO研发的超大型仿生水母最为出名，它并非与真正的水母完全相同，而是仿照了水母的推进方式，将这款机器人应用到了空气中的漂浮。此外，集合全柔性电磁线圈与磁体相互作用的液态金属机器水母（LM-Jelly）也得到了研发，其运动和推进方式较为接近自然。

科学家们根据水母的运动方式，研制出了各种仿生机器水母：有的实现了三维空间的灵活运动，提高了机动能力；有的设计出柔性仿生机器水母，在承载一定重量情况下，还能实现快速垂直游动；还有的设计了仿生水母水下子母机器人，实现了灵活性和延长续航。

● 仿生蝠鲼

仿生蝠鲼是一种模仿真实蝠鲼形态和行为的机器人。蝠鲼，又被称为魔鬼鱼，是一种生活在热带和亚热带海域底层的软骨鱼类，其流线型的扁平躯体有利于游动推进和下潜滑行。

西北工业大学航海学院的仿生蝠鲼项目是目前国内在此领域的重点研究项目之一。他们成功研发了一款翼展达到1米的仿生蝠鲼样机，该样机能够在水中自由翱翔，外观与真正的蝠鲼几乎一模一样。此外，该项目的研究不仅仅局限于模仿蝠鲼的游动方式，还尝试通过仿生技术使蝠鲼状潜艇灵巧变形，以提升潜艇水下航行性能和续航力。

值得一提的是，由于蝠鲼的特殊运动方式和独特的流线型身体结构，仿生蝠鲼也被考虑用于军事领域。例如，它可以在体内集成高爆炸药，化身为具备自主移动能力的智能水雷。然而，这种应用并非该项目的主要研究方向，而是出于军事需求的一种设想。总的来说，仿生蝠鲼的研究不仅有助于我们更深入地理解蝠鲼的生物机制，也为水下探测、监测和作业提供了新的工具和方法。