哈工大微型机器人是东京大学专利（哈工大研究的纳米机器人）

我国研究人员首创用微波直接驱动机器人，对科技发展有哪些贡献？

微波在生活中十分常见，在工业领域也应用广泛，比如人们常用微波炉、钢铁冶金焊接等，微波还是常见的无线通讯手段。根据科技日报报道，近日，哈尔滨工业大学机器人研究所成功研制新型机器人，与常规机器人不同，该机器人首创性地直接利用微波驱动，为机器人驱动提供了一种新方式。据了解，哈工大研究团队利用角锥喇叭天线发射的频率为2.47GHz、功率为700W的微波对机器人进行驱动，并实现了多个驱动器联合运动的定量控制。微波可无损耗地穿透某些非透明障碍物，例如水泥、陶瓷、塑料等。同时，利用相控阵技术，微波也可实现非机械快速转向与聚焦。哈工大研究团队展示了微波致动机器人在小型化、轻量化方面的优势。随着科技的日益发展，各企业之间的竞争也从未停止过。为了应对日益激烈的行业竞争和日益提高的用工成本，许多生产制造行业开始改变以往的企业生存模式，通过引进自动化设备来实现自动化生产模式，从而进一步提高生产效率。

在制造业中，工业机器人已成为不可少的核心装备，世界上有近百万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。机器人的出现是社会和经济发展的必然，它的高速发展提高了社会的生产水平和人类的生活质量。特别是家用机器人，市场的需求量特别大，而且一年比一年的需求量大。机器人的应用减轻了人类的工作量，解决了人类解决不了的一些难题，例如阿里的城市大脑，可以优化路口的时间分配，提高交通效率，让繁忙的城市更加智能。使得人类的生活更加智能和方便。

北京冬奥会两名机器人是由谁研发的呢？

引言：我们都知道北京的冬奥会已经开始了，而且冬奥会上面有两名对接机器人，你们知道他们都是有谁研发的呢？接下来跟着小编一起去了解一下吧。

一、北京冬奥会的两名机器人

我们可以发现北京冬奥会这两名机器人是比较出名，而且他们的师傅也是航天科技院的。我们会发现这次的开幕仪式非常的精彩，而且惊艳了所有人，他是由张艺谋导演指导的，你会发现里面有一些中国的元素，而且里面科技力量也是比较好的，让人们与AI智能共同演出，所以你会发现他也是换了一个表演方式，让我们知道了互联网与人们互动起来，也彰显了科技力量，他们改变着生活，而且也传递了比较好的历练，这个时候会倡导绿色开放，还有共享连接这样的一些新理念，对于大家来说也是比较好的。所以我们会发现他完成水下对接的那一步是非常惊艳的。

二、科技的力量

我们知道这两个机器人完成了水下对接传递火炬的关键时刻，并且火炬在水下也在熊熊燃烧这个时候惊艳了所有人，所以很多人自豪的说我是中国人，也自豪的对所有人说中国科技力量是令人赞叹的。我们也知道他与航天科技的工作研究人员是离不开关系的，因为他就是航天科技人员研究的航天科技工作人员，用700个日日夜夜研究出这样高科技的机器人，我们知道让水与火相融是不可能的事情，但中国的科技做到了，你会发现他将这项活动做得非常的好经验的世界，我们也知道这是一个不可思议的事情，但是我们确实做到了这个时候冬奥会举办也彰显了我们大国力量，也彰显了我们国家的科技。

帮忙找一下论文微型机器人的发展史？

微型机器人的发展和研究现状

宋晓峰, 谈士力

(上海大学机械电子工程与自动化学院, 上海201800)

摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。

关键词: 微型机器人; 微驱动器

近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行

器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前

景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技

术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术

研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有

强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日

本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点

是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空

间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基

金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大

学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大

学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系

统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国

内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1)

面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器

人。(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器

人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器

人。

1 微型机器人的发展和研究状况

根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们

着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和

特殊作业的微型机器人。

111 微型管道机器人

微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提

出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进

行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环

境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机

器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按

比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的

行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的

发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合

技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为

现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重

要发展基础[1] 。

日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可

用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作

微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱

动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC

公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为

Φ2514mm的直管内它的更大运动速度是260mm/ s , 最

大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用

于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的更大

运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动

精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。

国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性

冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用

层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器

有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压

电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双

压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动

力, 提高了承载能力。该机构的更大移动速度可以达

到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。

112 微型医疗机器人的发展

近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进

展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用

领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年

医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部

医疗手术的一半。因此日本制定了采用“机器人外科

医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用

于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州

的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际

上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置,

吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典

科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未

来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各

种手术。

国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型

医疗机器人的研究, 取得了一些成果。无损伤医用机

器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减

轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内

送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛

苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下

研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手

术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术

器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部,

通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。其特

点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围

大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅

捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人

进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用

微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进

入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有

机组织造成损伤, 运行速度快, 速度控制方便。

113 特殊作业微型机器人的发展

除了上述提到的微型管道机器人和无创伤微型

医疗机器人以外, 国内外一些科研工作者广泛开展了

进行特殊作业微型机器人的研究。这种微型机器人配

备相应的传感器和作业装置, 在军事和民用方面具有

非常好的发展前景。

美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上

最小的机器人, 这部机器人重量不到28g , 体积为

411cm3 , 腿机构为皮带传送装置, 该机器人可以代替

人去完成许多危险的工作。美国海军发明了一种微型

城市搜救机器人, 该机器人曾在2001 年“9111”事

件发生后的世贸废墟搜救现场大显身手。日本三菱电

子公司、松下东京研究所和Sumitomo 电子公司联合研

制出只有蚂蚁大小的微型机器人, 该机器人可以进入

空间非常狭小的环境从事修理工作, 身体两侧有两个

圆形的连接器可以与其他机器人相连接完成一些特殊

的任务。

由于自然界中的生物具有人类无法比拟的某些机

能, 因此近年来利用自然界生物的运动行为和某些机

能进行机器人设计、实现其灵活控制、受到了机器人

学者的广泛重视。国内已有多所高校和科研院所在开

展微型仿生机器人方面的研究。上海交通大学基于仿

生学原理, 利用六套并联平面四连杆机构、微型直流

电动机及相应的减速增扭机构研制出了微型六足仿生

机器人, 体积微小, 具有良好的机动性。该机器人长

30mm, 宽40mm, 高20mm, 重613 克, 其步行速度达

到3mm/ s[2] 。上海大学也进行了一些微型仿生机器人

的研究工作。

2 微型机器人发展中面临的问题

(1) 驱动器的微型化

微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人

的发展来看, 微驱动技术起着关键作用, 并且是微机

器人水平的标志, 开发耗能低、结构简单、易于微型

化、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响

应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马

达) 是未来的研究方向。

(2) 能源供给问题

许多执行机构都是通过电能驱动的, 但是对于微

型移动机器人而言, 供应电能的导线会严重影响微型

机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。

微型机器人发展趋势应是无缆化, 能量、控制信号以

及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人要真

正实用化, 必须解决无缆微波能源和无缆数据传输技

术, 同时研究开发小尺寸的高容量电池。

(3) 可靠性和安全性

目前许多正在研制和开发的微型机器人是以医

疗、军事以及核电站为应用背景, 在这些十分重要的

应用场合, 机器人工作的可靠性和安全性是设计人员

必须考虑的一个问题, 因此要求机器人能够适应所处

的环境, 并具有故障排除能力[4] 。

(4) 新型的微机构设计理论及精加工技术

微型机器人和常规机器人相比并不是简单的结

构上比例缩小, 其发展在一定程度上和微驱动器和精

加工技术的发展是密切相关的。同时要求设计者在机

构设计理论上进行创新, 研究出适合微型机器人的移

动机构和移动方式。

(5) 高度自治控制系统

微机器人要完成特定的作业, 其自身定位和环境

的识别能力是关键, 开发微视觉系统, 提高微图象处

理速度, 采用神经 *** 及人工智能等先进的技术来解

决控制系统的高度自治难题是最终实现实用化的关

键。

3 结论

微机器人还处于实验室理论探索时期, 离实用化

还有相当的距离。存在许多关键的技术没有得到解

决, 这些问题的解决过程中同时会带动许多相关学科

的发展。只有当这些问题解决以后, 微型机器人的实

用化才会成为可能。我们要勇于创新, 抓住这个前沿

课题, 将微型机器人技术应用到国民经济建设发展影

响较大的领域。

活体机器人是什么意思？

“活体”机器人是一种很简单的圆形颗粒，既不是传统意义上的机器人，也不是一种动物，而是鲜活的、可被编程的有机体。

据了解，美国科学家团队去年通过提取非洲爪蛙的干细胞，创造出史上首个活体机器人Xenobots。如今，他们惊奇地发现它能够进行自我繁殖了，而且是以一种全新的生物繁殖方式。

Xenobots最初是一个由大约3000个细胞组成的球体，可以繁殖，但会很快消亡。为了使其繁殖更高效，研究人员借助人工智能测试了数十亿种体型，最终将Xenobots母体确定为“C形”，外观酷似80年代的电子游戏《吃豆人》。

母体会在培养皿中找到微小的干细胞，并将数百个干细胞聚集在它的“嘴里”，几天后，这“一团”干细胞就会变成新的活体机器人，并重复这种繁殖行为。

活体机器人的用途

为了让异种机器人在此类复制中更有效，研究人员利用人工智能技术测试了数十亿种体型，最终塑造出类似吃豆人一样的C形状，这种形状能够在培养皿中找到微小的干细胞，聚集并完成复制。

虽然自我繁殖的生物技术用途令人担忧，但研究人员表示，这些机器人完全被封装在实验室中，是可生物降解的，很容易被消灭，并经过了美国联邦、州和机构各级伦理专家的审查。

该研究主要作者、美国佛蒙特大学计算机科学和机器人学教授邦加德表示，这种分子生物学和人工智能技术结合的成果或可用于人体和环境中的许多任务，例如收集海洋中的微塑料、检查根系和再生医学等。

以上内容参考 凤凰网-全球首个活体机器人实现自我繁衍引担忧 科研人员：完全封装在实验室