更新时间:2024-08-28 00:30
2007年,一只头戴控制信号发生器的家鸽――“机器人鸟”,在山东科技大学机器人研究中心问世,这只“机器人鸟”能够按照研究人员发出的计算机指令,准确完成起飞、盘旋、绕实验室飞行一周后落地的飞行任务。机器人动物是用人工电信号控制动物的神经系统,使动物变成“机器人式”动物。“机器人鸟”可以广泛应用于各种探测、空中摄影、投递、鸟群研究和人类无法到达区域的探查等。该研究中心已为150多只家鸽植入了控制信号发生器。
头戴控制信号发生器 家鸽变身机器人鸟
人类一直都渴望着驯服动物,从驯化牛羊到驯化猛兽,一切都是为了使它们为我们所用。日前,机器人鸟的研制成功,使我们可以直接控制动物的行为,那么机器人鸟将怎样为人类服务呢?
在一些科幻电影里,动物能够按照人类的意志去执行种种复杂的任务,而今这一切在现实生活中已经开始慢慢实现了。日前,山东科技大学机器人研究中心研制成功了世界首例机器人鸟,成功地使鸽子“听懂”了人话。在科研人员的控制下,鸽子能够起飞,能在飞行中向前飞、向左飞和向右飞,或在空中盘旋,甚至达到特定的地点。
机器人研究中心的苏学成教授介绍说,按课题组方法研究出的机器人鸟,它突出的优势在于,对机器人鸟的制导力强,故无需事先训练,这就为“即做即用”提供了可能。同时,“鸟”的活动空间大、运动速度快,实用性更大。
动物机器人
机器人动物的研究历史并不长。2001年,东京大学才研发出第一只剪去翅膀的机器人蟑螂。2002年,美国纽约州立大学研究出第一只机器人鼠,结合“老鼠”高灵敏的嗅觉和小巧的身体,可用于搜索毒品或在倒塌的建筑物内搜救幸存者等。
苏学成说,他们对机器人动物的研究起始于上世纪90年代末。1997—1999年他主持国家自然科学基金项目“四周履带式蛇形机器人”研究,在研究机电式蛇形机器人的过程中发现,微小型机器人研发存在两大瓶颈:1。自身携带能量能力的限制;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。他想,若能用电信号控制活体动物使它按人的意志行动,就可用动物的体能实现运动,突破能源瓶颈;利用动物的本能(如视、听、躲避、自卫等)、以及携带更多器件的能力,实现机电式机器人难以达到的高智能;并独具隐蔽性。为此,他提出了“动物机器人”新概念。
当前,对机器人动物的研究多集中于哺乳动物,但对动物界的另一大类——鸟,却未研究。鸟的活动空间大、分布区域广、运动速度快,因而机器人鸟具有更大的实用价值。
苏学成的课题组在国家自然科学基金、山东省和青岛市科研经费的资助下,先后研制出了机器人鼠和机器人鸟,其中机器人鸟为世界首例。
他介绍说,机器人鸟的运动原理就是用编码电信号刺激鸽子的某些神经位点,使鸽子能可靠地被控制和导航(简称制导),使其起飞和沿着期望的路线飞行。这样就能实现让“鸽子”从一个起点起飞,大致沿着预先期望的路线飞到指定的目标或指定的区域;如果“鸽子”在飞行中途停下,则用上述方法可强制其起飞并继续飞行,以确保其在尽量短的时间内完成任务。
苏学成指出,同已有的机器人动物相比,机器人鸟活动空间大、运动速度快,这是它最显著的优势。同时,他们研制的机器人鸟与美国机器人鼠采用的原理截然不同。现有的机器人动物均需事先进行训练,而他们研发的机器人鸟无需训练,即做即用。实验时电脑发出指令,机器人鸟可以根据指令做出相应的动作。而平时,它们就如同普通的鸟一样生活,照样繁衍后代———这些机器人鸟在他们的实验室里先后孵出了一只只小鸽子。
苏学成说:“我们的机器人鸟研究成果,仍是实验室水平”。需要解决和改进的地方还很多,如将机器人鸟的研发规范化、微型控制器的芯片化和研发超视距制导(遥控与导航)系统等。
苏学成满怀信心地说:“机器人鸟的应用范围很广。除在国家安全方面的应用外,它可广泛用于人类难以到达或者一些危险环境中的侦察、探测、投递物品、鸟类行为研究等等。”苏学成说:“我们开展这项研究一直着眼于它在人类社会中应用,造福人类,比如,搜寻森林中的失踪者,机器人鸟就很有优势。我始终相信它能够更多的为人类提供便利,也相信人类能够从积极意义上正确使用这类技术。”