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动物机器人

 

作者:佚名    研究方向来源:本站原创    点击数:2828    更新时间:2010/4/1

  本方向是实验室近几年形成并发展起来的方向,属国际前沿研究课题。动物机器人也称“机器人动物”和“智能动物”,即用编码电信号刺激动物适当神经位点,来控制动物的行为,把动物变成由人制导的动物。该研究是机器人学与脑科学相互交叉、融合的国际重大前沿课题。
1999年提出“机器人动物”新概念:我实验室在1997-1999年研究“四周履带式蛇行机器人”时,发现制约微小型机器人研发的二大瓶颈:①运动距离受限于自身携带能量的能力;②“工作能力与智能”受限于自身尺寸、机构和携带器件数量等。针对这些问题实验室提出了大胆设想:若能用电信号控制活体动物并使它按人的意志行动,就可用动物的体能来突破能源瓶颈;用动物的本能(如视、听、越障等)及携带更多器件的能力,即可实现机电式机器人难以达到的高智能;又独具隐蔽性。当时国际上还未见类似研究报道。本实验室基于该设想于1999年提出了“机器人动物”新概念。
2005年研发出国内首例“机器人鼠”:2002年《Nature》报道了美国国防部资助研发的机器人鼠,2003年实验室 “机器人动物”获准立项为基金委的“非共识”课题。2005年5月,并对已有方法做了拓展,研发出我国首例“机器人鼠”。新闻联播、泰晤士报等重要媒体对此给予报导。                              
2006年研发出世界首例“机器人鸟”:2006年9月,实验室研发成功世界首例“机器人鸟”,2007年2月对外公布,得到CCTV新闻联播、新华社、美联社、美国CNN、路透社等世界各大媒体广泛报导。2007年3月,山东省科技厅对“机器人鸟”组织鉴定,鉴定结论为“国际领先”。
上述成果使我国“机器人动物”的研究水平进入国际前沿。该研究的原创性:①世界首例“机器人鸟”。鸟与哺乳动物神经生理差异巨大,实验证明,机器人鼠的导航原理无法适用于鸟,目前国际上尚无同类研究的成功案例;②动物制导原理的原创性。与机器人鼠采用“基于条件反射的奖偿原理”引导鼠截然不同,机器人鸟研究采用原创性制导原理“电刺激神经导致鸟主动逃避原理”制导鸟。该研究的先进性:机器人鸟的活动空间大、运动速度快、无须事先训练,使机器人动物批量制作和实用化方面迈出一大步。而机器人鼠采用“基于条件反射的奖偿原理”引导鼠,须事先训练。该研究已申报7项发明专利,授权3项国家发明专利。本成果获2008年度山东省技术发明一等奖。
在动物机器人国际合作的研究方面,先后有美、德、乌克兰、日、韩等国的科研机构和科学家提出合作意向。经综合考虑后,选择乌克兰作为合作伙伴,进行实用化机器人鸟的研发,并正式签订了《山东科技大学和乌克兰高技术研究合作协议》。2008年度获国际合作重大项目1项。