一种仿生机械马的行走装置

A. 仿生机械手，人手上带一个类似手套，手怎么运动机械手就怎么运动，是什么原理

机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。就像平衡器那样内，里面有个塔容轮，有个螺栓可以调节平衡重量.。主要是有一个程序的·，能计算出运转圈数，嵌入式的系统代码编写机械程序，以及一些电子电路设计，实现一定的机器智能

B. 鲁班都制作了哪些“仿生机械”

仿生机械：《墨子·鲁问》又记鲁班削木竹制成鹊，可以飞三天。另据《鸿书》记载，他还曾制木鸢以窥宋城。《论衡·自纪·儒增》记述了一种传言，说他制作出备有机关的木车马和木人御者，可载其母。

C. 动物仿生学的发明

1。由令人讨厌的苍蝇，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光；
3。电鱼与伏特电池；
4。水母的顺风耳，仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场，它能监视飞机的起飞与降落，若发现飞机将要发生碰撞，能及时发出警报。在交通要道，它能指挥车辆的行驶，防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理，人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今，有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鱼的鳍。
12。锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固，这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。

D. 仿生学的案例

苍蝇-----小型气体分析仪。。
2。萤火虫-----人工冷光；
3。电鱼------伏特电池；
4。水母------水母耳风暴预测仪，
5。蛙眼------电子蛙眼
6。蝙蝠超声定位器的原理------探路仪”。
7。蓝藻-----光解水的装置，
8。人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，——步行机。
9。动物的爪子------现代起重机的挂钩
10。动物的鳞甲------屋顶瓦楞
11。鱼的鳍------桨
12。螳螂臂，或锯齿草------锯子
13。苍耳属植物-------尼龙搭扣。
14。龙虾-------气味探测仪。
15。壁虎脚趾------粘性录音带
16。贝-----外科手术的缝合到补船等-
17。鲨鱼-----泳衣，
18。-鸟----飞机
19。鱼------潜水艇

E. 有哪些仪器，机械运用了仿生学原理

仿生学是研究生物系统的结构和性质以及工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学例子：苍蝇，是细菌的传播者，谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）是“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”，由3000多只小眼组成，人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的，用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路，大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件，它的用途很多。苍蝇与宇宙飞船
令人讨厌的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污秽的地方，都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”，这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气味的物质。因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发，根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能，仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属，而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将引导出来的神经电信号经电子线路放大后，送给分析器；分析器一经发现气味物质的信号，便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪，也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理，还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
从萤火虫到人工冷光
自从人类发明了电灯，生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光，其余大部分都以热能的形式浪费掉了，而且电灯的热射线有害于人眼。那么，有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。
在自然界中，有许多生物都能发光，如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等，而且这些动物发出的光都不产生热，所以又被称为“冷光”。
在众多的发光动物中，萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色，光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率，而且发出的冷光一般都很柔和，很适合人类的眼睛，光的强度也比较高。因此，生物光是一种人类理想的光。
科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。
早在40年代，人们根据对萤火虫的研究，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。近年来，科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素，后来又分离出了荧光酶，接着，又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源，不会产生磁场，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。
现在，人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光，作为安全照明用。
电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电，仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼，统称为“电鱼”。
各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏；非洲电鲶能产生350伏的电压；电鳗能产生500伏的电压，有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压，称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究， 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同，所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形，位于尾部脊椎两侧的肌肉中；电鳐的发电器形似扁平的肾脏，排列在身体中线两侧，共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体，位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱，但由于电板很多，产生的电压就很大了。
电鱼这种非凡的本领，引起了人们极大的兴趣。19世纪初，意大利物理学家伏特，以电鱼发电器官为模型，设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究，还给人们这样的启示：如果能成功地模仿电鱼的发电器官，那么，船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。
水母的顺风耳
在自然界中，水母，早在5亿多年前，它们就以经在海水里生活了。“但是，水母跟顺风耳又有什么关系呢？”人们肯定会问这样一个问题．因为，水母在风暴来临之前，就会成群结队地游向大海，就预示风暴既将来临.但是，这又与“顺风耳”有什么关系呢？原来，在蓝色的海洋上，由空气和波浪摩擦而产生的次声波（频率为8～13赫），是风暴来临之前的预告．这种次声波，人耳是听不到的，而对水母来说却是易如反掌．科学家经过研究发现，水母的耳朵里长着一个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石．
科学家仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，相当精确地模拟了水母感受次声波的器官．
技能训练长颈鹿与宇航员失重现象
长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部，是由于长颈鹿的血压很高。据测定，长颈鹿的血压比人的正常血压高出2倍。这样高的血压为什么不会使长颈鹿患脑溢血而死亡呢？这与长颈鹿身体的结构有关。首先，长颈鹿血管周围的肌肉非常发达，能压缩血管，控制血流量；同时长颈鹿腿部及全身的皮肤和筋膜绷得很紧，利于下肢的血液向上回流。科学家由此受到启示，在训练宇航员对，设置一种特殊器械，让宇航员利用这种器械每天锻炼几小时，以防止宇航员血管周围肌肉退化；在宇宙飞船升空时，科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理，研制了飞行服——“抗荷服”。抗荷服上安有充气装置，随着飞船速度的增高，抗荷服可以充入一定量的气体，从而对血管产生一定的压力，使宇航员的血压保持正常。同时，宇航员腹部以下部位是套入抽去空气的密封装置中的，这样可以减小宇航员腿部的血压，利于身体上部的血液向下肢输送。
蛋壳与薄壳建筑
蛋壳呈拱形，跨度大，包括许多力学原理。虽然它只有2 mm的厚度，但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点：用料少，跨度大，坚固耐用。薄壳建筑也并非都是拱形，举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。
-- 结构构件
对于构件，在截面面积相同的情况下，把材料尽可能放到远离中和轴的位置上，是有效的截面形状。有趣的是，在自然界许多动植物的组织中也体现了这个结论。例如：“疾风知劲草”，许多能承受狂风的植物的茎部是维管状结构，其截面是空心的。支持人承重和运动的骨骼，其截面上密实的骨质分布在四周，而柔软的骨髓充满内腔。在建筑结构中常被采用的空心楼板、箱形大梁、工形截面钣梁以及折板结构、空间薄壁结构等都是根据这条结论得来的。
-- 斑马
斑马生活在非洲大陆，外形与一般的马没有什么两样，它们身上的条纹是为适应生存环境而衍化出来的保护色。在所有斑马中，细斑马长得最大最美。它的肩高140-160厘米，耳朵又圆又大，条纹细密且多。斑马常与草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鸵鸟等共外，以抵御天敌。人类将斑马条纹应用到军事上是一个是很成功仿生学例子。
昆虫与仿生
昆虫个体小，种类和数量庞大，占现存动物的75％以上，遍布全世界。它们有各自的生存绝技，有些技能连人类也自叹不如。人们对自然资源的利用范围越来越广泛，特别是仿生学方面的任何成就，都来自生物的某种特性，本文简要介绍昆虫与仿生学。（右为家蝇的眼睛）
蝴蝶与仿生五彩的蝴蝶锦色粲然，如重月纹凤蝶，褐脉金斑蝶等，尤其是萤光翼凤蝶，其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴 蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时 人们对伪装缺乏认识的情况，提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事 基地仍安然无惹，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。
人造卫星在太空中由于位 置的不断变化可引起温度骤然变化，有时温差可高达两、三网络，严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调 节体温的启发，将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式，在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝，随温度变化可 调节窗的开合，从而保持了人造卫星内部温度的恒定，解决了航天事业中的一大难题。
甲虫与仿生屁步甲炮虫自卫时，可喷射出具有恶臭的高温液体 “炮弹”，以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室，分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶 混合发生化学反应，瞬间就成为100℃的毒液，并迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。二战期间，德国纳粹为了战争的需要，据此机理制造出了一种功 率极大且性能安全可靠的新型发动机，安装在飞航式导弹上，使之飞行速度加快，安全稳定，命中率提高，英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。美国军事专家受甲虫喷 射原理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中，炮弹发射后隔膜破裂，两种毒剂中间体在弹体飞 行的8—10秒内混合并发生反应，在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输，安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光 能，且转化效率达100%，而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍，大大节约了能量。另外，根据甲 虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
蜻蜓与仿生
蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，井 利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72km/小时。此外，蜻蜒的 飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈振动，甚至有时会折断机翼而引起飞机失 事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙，于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
苍蝇与仿生昆虫学家研究发现，苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时，平衡棒以一定的频率进行机械振动，可以调节翅膀的运动方向，是保持苍蝇身体平 衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪，大大改进了飞机的飞行性能LlJ，可使飞机自动停止危险的滚翻飞行，在机体强烈倾斜时还 能自动恢复平衡，即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示 下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机，在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对 数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构，把各种化学反应转变成电脉冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪，目前已广 泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分，使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
蜂类与仿生蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小 蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109。28’，锐角70。32’完全相同，是最节省 材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞 机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏 振光导航仪，早已广泛用于航海事业中。
其它昆虫与仿生
跳蚤的跳跃本领十分高强，航空专家对此进行了
生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线，抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理，研制开发出来的现代化武器。
火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。
科研人员通过研究变色龙的变色本领，为部队研制出了不少军事伪装装备。
科学家研究青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼。
白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆，还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。
美国空军通过毒蛇的“热眼”功能，研究开发出了微型热传感器。
我国纺织科技人员利用仿生学原理，借鉴陆地动物的皮毛结构，设计出一种KEG保温面料，并具有防风和导湿的功能。
根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理，人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。
仿生学是人类一直使用的方法，如模仿海豚皮而构造的"海豚皮游泳衣"、科学家研究鲸鱼的皮肤时，发现其上有沟漕的结构，于是有个科学家就依照鲸鱼皮构造，造成一个薄膜蒙在飞机的表面，据实验可节约能源3%，若全国的飞机都蒙上这样的表面，每年可节约几十亿。又如有科学家研究蜘蛛，发现蜘蛛的腿上没有肌肉，有脚的动物会走，主要是靠肌肉的收缩，现在蜘蛛没有肌肉为什么会走路？经研究蜘蛛不是靠肌肉的收缩进行走路的，而是靠其中的"液压"的结构进行走路，据此人们发明了液压步行机……总之,从自然界得到启迪,模仿其结构进行发明创造.这就是仿生学. 这是我们向自然界学习的一个方面。
附(仿生学现象简表):
1。从令人讨厌的苍蝇身上，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光；
3。电鱼与伏特电池；
4。水母的顺风耳，仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场，它能监视飞机的起飞与降落，若发现飞机将要发生碰撞，能及时发出警报。在交通要道，它能指挥车辆的行驶，防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理，人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今，有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鸭的蹼。
12。锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固，这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
16.树叶的排列和悉尼大剧院的建设。
17.潜水艇和鱼的沉浮。
18.响尾蛇和空对空响尾蛇导弹。
19.人们根据章鱼发明烟雾弹。
20.根据蛋壳发现拱形的承受力量。
21.飞机飞行时产生的剧烈抖动是根据蜻蜓改善的。
22.变色衣服是学习蝴蝶上的鳞片。
23.防水衣服是仿荷叶造的。
24.鼠标是仿老鼠的。
都是网络搜的 希望可以帮你解决。。

F. 跳跃或走线机器人的原理

大中小机器人比赛在中国科技大学已经成为一项重大的校园科技活动。本文所实现的四足机器人在2002年的比赛中获得了亚军。我们通过一种基于“对角线一致”策略成功地实现了四足机器人的行走，机器人的九个自由度全部由步进电机实现，利用AT89C51单片机控制整个系统。在软件上利用加速控制思想，从而使机器人的动作更加平滑，结合背景音乐，精确控制机器人的动作，使机器人随着音乐跳舞。
四足舞蹈机器人的实现策略
陶阳宇，甘业兵，江朝晖
（中国科学技术大学电子科学技术系，安徽合肥，230026）

摘 要：机器人比赛在中国科技大学已经成为一项重大的校园科技活动。本文所实现的四足机器人在2002年的比赛中获得了亚军。我们通过一种基于“对角线一致”策略成功地实现了四足机器人的行走，机器人的九个自由度全部由步进电机实现，利用AT89C51单片机控制整个系统。在软件上利用加速控制思想，从而使机器人的动作更加平滑，结合背景音乐，精确控制机器人的动作，使机器人随着音乐跳舞。
关键词：四足机器人，行走机器人，对角线一致，步进电机加速控制

A Means of Realization of the Four-Leg Robot
TAO Yang_yu,GAN Ye_bing
JIANG Zhao_hui
(Department of Electronic Science & Technology of USTC,Anhui,Hefei,PRC 230026)

Abstract: The Robot-game contest has become one of the significant scientific activities on campus of USTC(University of Science & Technology of China). The four-leg robot described in this paper won the runner-up in the contest this year(2002). We make it realized that the robot can tread with four legs itself based on consistency of diagonal . The robot has nine articulations which are really nine step-motors. The whole system is commanded by the AT89C51 MCU. We use the method of accelerate-control in the part of software so that the robot can move more smoothly and elegantly to dance in the background music.
Keywords: four-leg robot, mobile robot, consistency of diagonal, accelerate-control of step-motor

1.引言

目前在国外，机器人的研制有了很大的发展，除了传统的工业控制机器人外，
各种商用，民用机器人也不断地研制出来。无论在机械结构还是在自动控制上，都向着更高的技术难度进步了。如日本，继SONY在2002年3月发布双足行走机器人”SDR—4X”后不久，2002年9月日本又推出新一代行走机器人”PINO” 。

中国科技大学已经连续举办了两届“大学生Robot-game活动周”等科技活动，引起强烈反响，以及CCTV举办的“中国大学生机器人比赛”等一系列活动。促进了机器人研究与制作在大学生中的广泛开展。

本文中介绍的机器人是一个四足行走式机器人，外形酷似水母，整个身体由四条腿支撑。四条腿在解决平衡性问题上较容易，只需四点共面即可保持整个机器人的平衡。但机器人在行走时，四条腿之间必然有一个协调配合的问题，只有当四条腿迈步一致时才能保证机器人的身体在一个水平面内，保持它的稳定性。否则要么机器人会倾斜摔倒，要么动作僵硬不够平滑。机器人的上部还有三只手臂，每只手臂有两个自由度，可以在程序的控制下挥动手臂，配合腿完成一定的动作。

为了既能够保持机器人的稳定性，又让它的动作舒缓平滑，我们提出了一种基于“对角线一致”的行走策略：仿照四足动物的行走方式，先左前腿和右后腿同时迈进，接着右前腿和左后腿同时迈进，形成两条交叉的对角线，这样就完成了一个周期的行走动作。以后如此类推。再配合加速电机控制方法，使电机的运转更加平滑，避开其固有的振动。

以下分机械实现部分和控制部分分别详述整个机器人的实现。

2.机械实现
机器人的整体视图：

图一，俯视图（点击得大图）

图二，单项轮视图（点击得大图）

一，整个机器人的结构总体上分为上身、腰部和下肢三部分。

上身由头部和手臂组成。控制的核心部分----电路板以及电源就装在头部的圆罩中。每只手臂由电机连接的前臂和后臂组成。后臂通过电机固定在机身上。前臂和后臂都能自由活动，作出各种动作。在机器人的表演过程中，起着支撑作用的是腰部。腰是用一个深5.0cm，直径35.0cm的塑料圆筒和一个有机玻璃底盘做成的，这样的材料结实，有韧性而且重量轻。

在我们的动作设计中，要求机器人腰部可以扭转。为保持旋转的均匀、平衡，必然要求电机轴在底盘的中心。我们将控制腰部的电机固定在两根穿过有机玻璃盘的长螺丝上。然后在头部底衬盘下对称地安装了三个万向轮，万向轮可以在有机玻璃底板上自由滚动，大大减少了腰部转动地摩擦力。同时，腿部电机与控制电路有导线相连，为尽量减少导线的缠绕，我们在有机玻璃底板上设置了一个直径0.9cm的导管作为导线通道，解决了走线问题。

机器人行走实现的另一个关键问题是腿部，我们只用了两个电机就实现了四条腿的驱动难题，如何设计巧妙的机械结构同时带动四条腿，又要使行走平稳，我们动了很多脑筋，做了很多尝试，终于找到一种巧妙的连杆传动装置。（如图3）

图三，机器人的一个行走周期

由上图可见，机器人在行走时，的确是“对角线一致”，这种方法保证了行走的平稳性，使得行走得以实现。实际上，这只需后腿上的两个电机以相同的方向关于竖直线作来回摆动即可。在模拟实际情况腰部、头部重量时，腰部的旋转动作要更为自然、流畅，不会出现因电机带不动而丢步的情况。

让机器人行走起来，只是完成了工作的第一步，重要的是如何让九个电机协调一致地配合工作，按照预先设定好的动作翩翩起舞。

3.电路控制
电路控制部分是机器人的心脏。驱动电路板主要由主控芯片部分、信号锁存部分、电机驱动部分以及电源稳压部分等组成。

我们的控制芯片采用的是Atmel公司的AT89C051单片机微控制器。主要是由于AT89C051单片机工作主频可以达到12MHz,内置有两个16位定时/计数器，并有4k的EPROM,存储容量大，可反复烧写1000次。我们的舞蹈机器人可以完成3分21秒的舞蹈动作，动作数据量大。而且在动作过程中要求精确控制，为了使动作平滑流畅，衔接良好，我们要求转动角度精确到0.1度。这对控制器的工作频率有一定的要求，在综合评估了几个公司的产品，包括Intel 51系列、Motololar、Atmel系列等，最后选择了AT89C051这一款。

作为一个控制系统，其执行部件是非常重要的。机器人的执行部件就是它的电机部分，目前最常见的控制电机主要有直流电机和步进电机两大类：直流电机工作原理简单，一般两根电源连线，如果带码盘等反馈的也不过三根线。但是直流电机难于精确控制，且转矩较小，功耗大。步进电机恰恰能较精确的控制，转矩大，但难点在于工作原理较复杂，需要多相激励。为了最终效果，我们选择了步进电机，用软件来进行精确控制。步进电机直接用芯片的I/O口输出数字脉冲控制，为了使步进电机获得足够的转动力矩，并且动作平缓，在软件实现时采用了四相加速激励技术，成功地实现了步进电机的平稳加速。
具体电路图见图四。

图四，控制电路图（点击得大图）

因为在调试或比赛过程中，可能会出现故障等问题，所以我们采样了复位电路（见图五），这样可以及时的调整重启。

工作过程：
将编制好的舞蹈程序烧写在单片机的EPROM中，上电复位，由复位电路产生一个电平跳变，送到单片机的RESET脚，同时石英晶体振荡器开始工作，产生12M的时钟信号，送到单片机的CLK脚，于是程序从ROM的0000H处开始执行。

根据程序的设定，由单片机的 P0,P1,P2,P3口不断输出脉冲信号，以ALE信号作时钟将输出信号锁存在锁存器74LS374中，信号从74LS374输出到驱动芯片ULN2803中，在ULN2803中，信号被放大，经其反相后的信号直接驱动步进电机工作。我们采用的是4相步进电机，工作电压＋12V，用共阳极的接法。从ULN2803输出的信号A、B、C、D，若A=0(低电平)，则表示该步进电机的A相导通，接着再让B相导通，如果有规律地使4相依次导通:A-B-C-D-A,那么电机就会转动起来（见图五）。

图五 步进电机4相激励

电源也是一个关键问题，其中，AT89C051电压为＋5V，而步进电机要求＋12V电压，考虑到整个机器人对重量的要求，我们采用了10节5号干电池串联作为电源POWER。＋12V电压经过MC7805电平转换成＋5V供给AT89C051，为了保护CPU安全，还增加了若干退耦电容。考虑到AT89C051的带负载能力有限，我们还给每个口增加了上拉电阻，增强它的的带负载能力。同时，灯光控制集成片控制七组发光二极管以“追逐”形式旋环闪烁，以增加美感。

3.软件控制
整个系统采用AT89C51单片机控制，程序采用汇编语言编写。程序的编写思路没有用传统的查数据表形式，其原因主要是:

(1)舞蹈机器人的动作较多，数据表的内容将很庞大;
(2)数据缺乏可读性，给程序的阅读带来不便；
(3)数据表形式不符合现代软件编程的思想。

鉴于以上原因，机器人的控制程序采用模块化的编程思路，首先需要研究机器人的动作特点，将整体的动作进行分解，找到它的基本动作元素，然后通过编写通用的子程序实现各种基本动作，将这些基本元素作为动作库零件。而在编写整个动作时，只需按照要求调用不同的基本元素即可，如果动作有了变化，程序修改起来相当容易，省时省力。这种编程的思想为我们后来程序的修改带来了很大的方便。

一， 步进电机的驱动特点
步进电机是利用数字脉冲激励的，通过输入数字脉冲，如双四拍AB-BC-CD-DA，电机轴即可转动一周，但步进电机的激励频率如果过低会出现振动现象，启动频率过高又会出现丢步的现象，为了克服这种对启动频率和转动力矩的双重需求，机器人的驱动程序采用了加速激励技术，脉冲的频率是通过脉冲延时DELAY子程序来调节的：将加速需要的延时数据做成表的形式存在CPU中，不断地读取这个数据表，作为参数传递给DELAY子程序

例如：下面就是一个典型的A型电机500MS的加速数据：

图五，步进电机加速激励过程

以上就是A型电机在500MS内从静止加速到500PPS的数据表，表示分成11个阶段加速到高速状态，其中延时数据就是传递给DELAY子程序的，调节脉冲的频率。加速的过程如下：

从以上的加速过程可以看出：在500ms内电机的加速几乎是以均匀的加速度进行的，这样可以保证加速过程的平稳性，机器人的动作的平稳性正是来自这种精细的加速激励技术。

选择加速激励技术的原因：
1） 防止低频时与电机的固有频率发生共振现象；
2） 成功地实现从低速到高速的平稳加速过程；
3） 采用加速技术后，电机具有自启动能力，不会出现因突然的阻力而造成的“阻死”现象。

机器人软件控制模块如下：

一个典型的A型电机的加速过程amotor.asm程序清单：

；该程序用来驱动A型电机左右各转120度
DRIVE: MOV 81H,#40H ;避免堆栈指针的影响，81H为SP的物理地址
ACALL INIT ;调用初始化子程序
MOV DPTR,#004FH ;DPTR指向数据表
MOV R0,05H ;开始为向右转，05H为R5的物理地址
TURN: CLR A
MOVC A,@A+DPTR ;取脉冲数
MOV R3,A ;R3存每阶段的脉冲数
STEP: MOV A,#0FH
MOVC A,@A+DPTR ;取该阶段的延时数
MOV R4,A ;延时数存R4中
CJNE @R0,#00H,NEXT ;状态字指针R0到尽头
MOV R0,05H ;指针复位
NEXT: MOV 80H,@R0 ;输出脉冲，89H为P2口的物理地址
MOV 90H,@R0
MOV 0A0H,@R0
MOV 0B0H,@R0
INC R0 ;指针下移
ACALL DELAY ;延时
DJNZ R3,STEP ;该阶段循环
INC DPTR
DJNZ R2,TURN ;执行下一阶段
DEC R6
MOV A,R6
JZ STOP ;总步数结束
MOV R7,#40
REST: MOV R4,#0FFH ;正转120度，休息
ACALL DELAY
DJNZ R7,REST
MOV R2,#0FH ;加速阶段数复位
MOV DPTR,#004FH ;DPTR复位
CJNE R5,#20H,RIGHT ;R5存正反状态字
LEFT: MOV R5,#25H
MOV R0,05H
SJMP TURN
RIGHT: MOV R5,#20H
MOV R0,05H
SJMP TURN
STOP: SJMP STOP ;停机
;
ORG 004FH
PULETAB: DB 9,10,11,12,14,15,16,17
DB 18,19,108,108,108,108,108
TIMETAB: DB 55,50,45,42,36,33,31,29
DB 27,26,24,24,24,24,24
DELAY1: MOV 08H,#34 ;DELAY1为延时0.1MS的标准子程序
LOOP1: NOP
DJNZ 08H,LOOP1
RET
DELAY: ACALL DELAY1
DJNZ R4,DELAY
RET
INIT: MOV 20H,#33H ;INIT为初始化子程序
MOV 21H,#66H
MOV 22H,#0CCH
MOV 23H,#99H
MOV 24H,#00H ;20H――24H存右转状态字
MOV 25H,#33H
MOV 26H,#99H
MOV 27H,#0CCH
MOV 28H,#66H
MOV 29H,#00H ;25H—29H存左转状态字
MOV R5,#20H ;R5暂存状态地址
MOV R6,#14H ;前进10大步
MOV R2,#0FH ;阶段数
RET
END

以上就是一个典型的电机加速驱动过程，其主要的思想是：通过有规律的变化的延时程序来控制送往步进电机的脉冲的快慢，从而使电机得到逐渐加快的脉冲激励，稳定的实现加速过程，而不会出现因为脉冲的陡然加快而抖动的现象。
完整的机器人舞蹈动作程序比这段程序复杂的多，要牵涉到多个电机的协调动作以及舞动动作的配合与连贯，其中主要的是DRIVE子程序，限于篇幅，在此不能一一列出，完整的驱动程序可与笔者联系。（email:[email protected]）

4.总 结
通过基于“对角线一致”的行走策略，我们成功地实现四足行走式机器人，并利用我们的电机加速激励的软件控制方法，使机器人能随着音乐完成相应的舞蹈动作，在中国科技大学2002年Robot-game 比赛中夺得了亚军，充分证明了这种方案的可行性。

参 考 文 献
[1].胡汉才.《单片机原理及其接口技术》. 清华大学出版社. 1996.7
[2].李 华. 《MCS-51系列单片机实用接口技术》. 北京航空航天大学出版社. 1993.8

还有这里也有(机器人技术论坛)http://www.robotdiy.com/phpbb2/viewtopic.php?p=52647

G. 有趣的仿生学

仿生学是一门既古老又年轻的学科。

人们研究生物体的结构与功能工作的原理，并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术。

仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios（生命方式的意思）”和字尾“nlc（‘.具有……的性质’的意思）”构成的。这个词语大约从1961年才开始使用。某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。

例如关于信息接受（感觉功能）、信息传递（神经功能）、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子，如将海豚的体形或皮肤结构（游泳时能使身体表面不产生紊流）应用到潜艇设计原理上。

(7)一种仿生机械马的行走装置扩展阅读：

人类仿生：

自古以来，自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。

种类繁多的生物界经过长期的进化过程，使它们能适应环境的变化，从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言，在长期的生产实践中，促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。因此，人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。

人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具，从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上，而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物，通过创造性的劳动增加自己的本领。鱼儿在水中有自由地游来游去的本领，人们就模仿鱼类的形体造船，以木桨仿鳍。

相传早在大禹时期，我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯，他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成橹和舵，增加了船的动力，掌握了使船转弯的手段。这样，即使在波涛滚滚的江河中，人们也能让船只航行自如。

鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之，三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。

早在四百多年前，意大利人列奥纳多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖，研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机，这是世界上第一架人造飞行器。

以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试，可以认为是人类仿生的先驱，也是仿生学的萌芽。

2019年10月4日，瑞士等国研究人员开发出一种仿生假腿，可让使用者有自然“触地”的感觉，且无需大脑刻意控制设备即可行走。

H. 和仿生有关的仪器有哪些

苍蝇与宇宙飞船 令人厌恶的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们严密地联系起来了。 苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”，但凡腥臭龌龊的中央，都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特地灵敏，远在几千米外的气息也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充任嗅觉的呢? 原本，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器散布在头部的一对触角上。 每个“鼻子”只要一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。若有气息进入“鼻孔”，这些神经立刻把气息抚慰改动成神经电脉冲，送往大脑。大脑依据不同气息肉体所发生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气息的肉体。因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体剖析仪。 仿生学家由此失掉启示，依据苍蝇嗅觉器的构造和功用，仿制成一种十分奇特的小型气体剖析仪。这种仪器的“探头”不是金属，而是活的苍蝇。就是把十分纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将指点进去的神经电信号经电子线路缩小后，送给剖析器；剖析器一经觉察气息肉体的信号，便能收回警报。这种仪器曾经被装置在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。 这种小型气体剖析仪，也可丈量潜水艇和矿井里的有害气体。应用这种原理，还可用来改良计算机的输入装置和相关气体色层剖析仪的构造原理中。 从萤火虫到野生冷光 自从人类创造了电灯，生活变得便利、丰厚多了。但电灯只能将电能的很少一局部改动成可见光，其他大局部都以热能的方式糜费掉了，而且电灯的热射线有害于人眼。那么，有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。 在自然界中，有许多生物都能发光，如细菌、真菌、蠕虫、软体植物、甲壳植物、昆虫和鱼类等，而且这些植物收回的光都不发生热，所以又被称为“冷光”。 在众多的发光植物中，萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们收回的冷光的颜色有黄绿色、橙色，光的亮度也各不相同。萤火虫收回冷光不只具有很高的发光效率，而且收回的冷光一般都很温和，很适宜人类的眼睛，光的强度也比拟高。因此，生物光是一种人类梦想的光。 迷信家研讨觉察，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三局部组成。发光层具有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种肉体。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便收回荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能改动成光能的进程。 早在40年代，人们依据对萤火虫的研讨，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。近年来，迷信家先是从萤火虫的发光器中分别出了纯荧光素，事先又分别出了荧光酶，接着，又用化学方法野生合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充溢爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源，不会发生磁场，因此可以在生物光源的照明下，做肃清磁性水雷等任务。 往常，人们已能用掺和某些化学肉体的方法失掉相似生物光的冷光，作为平安照明用。 电鱼与伏特电池 自然界中有许多生物都能发生电，仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼，统称为“电鱼”。 各种电鱼放电的身手各不相同。放电才干最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能发生70伏左右的电压,而非洲电鳐能发生的电压高达220伏；非洲电鲶能发生350伏的电压；电鳗能发生500伏的电压，有一种南美洲电鳗竟能发生高达880伏的电压，称得上电击冠军,听说它能击毙像马那样的大植物。 电鱼放电的微妙终究在哪里?经过对电鱼的解剖研讨， 终究觉察在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞形成的。由于电鱼的种类不同，所以发电器的外形、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形，位于尾部脊椎两侧的肌肉中；电鳐的发电器形似扁平的肾脏，陈设在身体中线两侧，共有200万块电板;电鲶的发电器根源于某种腺体，位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板发生的电压很微小，但由于电板很多，发生的电压就很大了。 电鱼这种特殊的身手，惹起了人们极大的兴味。19世纪初，意大利物理学家伏特，以电鱼发电器官为模型，想象出世界上最早的伏打电池。由于这种电池是依据电鱼的自然发电器想象的,所以把它叫做“天然电器官”。对电鱼的研讨，还给人们这样的启示：假设能胜利地模拟电鱼的发电器官，那么，船舶和潜水艇等的动力效果便能失掉很好的处置。 水母的迎风耳 “燕子低飞行将雨，蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有肯定联系。内地渔民都知道，生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海，就预示着风暴即未降临。 水母，又叫海蜇，是一种新鲜的腔肠植物，早在5亿年前,它就漂浮在陆地里了。这种高等植物有预测风暴的天赋，每当风暴降临前，它就游向大海避难去了。 原本，在蓝色的陆地上，由气氛和波浪抵触而发生的次声波 (频次为每秒8—13次)，总是风暴降临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到，小小的水母却很愚钝。仿生学家觉察，水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石，当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时，听石就抚慰球壁上的神经感受器，于是水母就听到了正在降临的风暴的隆隆声。 仿生学家仿照水母耳朵的构造和功用，想象了水母耳风暴预测仪，相当准确地模拟了水母感受次声波的器官。把这种仪器装置在舰船的前甲板上，当接遭到风暴的次声波时，可令旋转360°的喇叭自行中止旋转,它所指的方向，就是风暴行进的方向；指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提早15小时对风暴作出预告，对航海和渔业的平安都有主要意义。 -- 构造构件 关于构件，在截面面积相同的状况下，把资料尽可能放到远离中和轴的位置上，是有效的截面外形。幽默的是，在自然界许多动植物的组织中也表现了这个结论。例如：“疾风知劲草”，许多能接受狂风的植物的茎部是维管状构造，其截面是空心的。支持人承重和活动的骨骼，其截面上密实的骨质散布在周围，而稳固的骨髓充溢内腔。在修建构造中常被采用的空心楼板、箱形大梁、工形截面钣梁以及折板构造、空间薄壁构造等都是依据这条结论得来的。 -- 斑马 斑马生活在非洲海洋，外形与一般的马没有什么两样，它们身上的条纹是为顺应生活环境而衍化进去的维护色。在一切斑马中，细斑马长得最大最美。它的肩高140-160厘米，耳朵又圆又大，条纹细密且多。斑马常与草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鸵鸟等共外，以抵御天敌。人类将斑马条纹运用到军事上是一个是很胜利仿生学例子。。 补充（ 最新开展）： 仿生学与遗传学的整合是系统生物工程（systems bio-engineering）的理念，也就是开展遗传工程的仿生学。野生基因重组、转基因技术是自然重组、基因转移的模拟，还自然药物分子、生物高分子的野生合成是分子水平的仿生，野生神经元、神经网络、细胞自效果是细胞系统水平的仿生，跟随单基因遗传学、单基因转移开展到多基因系统调控研讨的系统遗传学（system genetics）、多基因转基因的合成生物学（synthetic biology），以及纳米生物技术（nano-biotechnology）、生物计算（bio - 。putation、DNA计算机技术的系统生物工程开展，仿生学曾经片面开展到一个从分子、细胞到器官的野生生物系统（artificial biosystem）开拓的时期。 人类的创造——来自植物的灵感迷信家依据火野猪的鼻子测毒的奇特身手制成了世界上第一批防毒面具。火箭升空应用的是水母、墨鱼反冲原理。科研人员经过研讨变色龙的变色身手，为部队研制出了不少军事伪装装备。迷信家研讨青蛙的眼睛，创造了电子蛙眼。美国空军经过毒蛇的“热眼”功用，研讨开拓出了微型热传感器。人类还应用蛙跳的原梦想象了蛤蟆夯(hang)。人类模拟警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。 仿生与高科技 迷信家经过对海豚游泳阻力小的研讨创造了能提高鱼雷航速的野生海豚皮；以及模拟袋鼠在沙漠活动方式的无轮汽车(腾跃机)等。 前苏联迷信院植物研讨所的迷信家在企鹅王的启示下，他们想象了一种新型汽车－－“企鹅王”牌极地越野汽车。这种汽车的开阔的底部，直接贴在雪面上，用轮勺撑动着行进，行驶速度可达50公里／小时。 迷信家模拟昆虫制造了太空机器人。 澳大利亚国立大学的一个科研小组经过对几种昆虫的研讨，曾经研制出一个小型的导航和飞行掌握装置。这种装置可以用来装备用于火星调查的小型飞行器。 英国迷信家在仿生学启示下，正在研制一种可以靠尾鳍摆动以S形“游水”的潜艇新式潜艇的主要创新之处是运用了被称为“象鼻致动器”的装置。“象鼻”由一组用薄而稳固的资料做成的软管组成，模拟肌肉活动，推进鳍的活动。这种新式潜艇可以充任水底扫雷潜艇，用来凑合最细微的声响或搅扰便会引爆的水雷。 2011-10-24 11:20:57

I. 动物仿生学的些发明（至少10个，越多越好）

生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线，抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理，研制开发出来的现代化武器。
火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。
科研人员通过研究变色龙的变色本领，为部队研制出了不少军事伪装装备。
科学家研究青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼。
白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆，还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。
美国空军通过毒蛇的“热眼”功能，研究开发出了微型热传感器。
我国纺织科技人员利用仿生学原理，借鉴陆地动物的皮毛结构，设计出一种KEG保温面料，并具有防风和导湿的功能。
根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理，人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。
1、球型宫殿：非洲文鸟用喙和脚巧妙编织而成的圆巢，它从一个圆支架做起，形成一个圆球最后再将其悬挂在树枝上。
2、稳定的轻质结构：田蜂筑造的纸盒型巢十分精致，它虽然是一种轻质结构，但有令人难以置信的稳定性。
3、完美的胶合：织网蚁的巢是用树叶粘合而成。它们的幼虫能够吐出粘合剂，是理想的"胶水瓶"。
4、树上圆塔住宅：楼群居雀的居所看起来就像架在树上的一个摇摇欲坠的柴草堆，但其结构十分牢固，能够维持几十年，经常是到树不堪重负被压断为止。
5、树杈上的"灶"灶：鸟的巢是用粘土砌成的，一般选在较为安稳的树杈上。一个巢大约需要2500粒粘土，都是灶鸟用喙衔来的。
6、平台建筑群：热带无刺蜂用蜂蜡建筑蜂巢，层层叠叠结合在一起，通常有40层，外表看起来就像是电影《星球大战》中的航天飞船，能够安置10万户"居民"。
7、带空调的古堡：白蚁能够通过一种匪夷所思的管道系统改善巢内的温度状况，白天制冷，夜里供暖。
水母几乎全部由水构成，它身体中的水分实际上占到了百分之九十八，组成它身体的分子之间，有着大量的液体，经过提炼就能从中获得日常用的聚合胶
我国古代著名工匠鲁班，上山伐树时，被丝矛草割破了手。他觉得奇怪，一棵小草怎么会这样厉害？经过仔细观察，他发现丝茅草叶子的边缘长着许多锋利的细齿。于是鲁班发明了木工用的锯子。
苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理，还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
早在40年代，人们根据对萤火虫的研究，创造了日光灯，近年来，科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素，后来又分离出了荧光酶，接着，又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源，不会产生磁场，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。
19世纪初，意大利物理学家伏特，以电鱼发电器官为模型，设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。
建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑，模仿股骨结构建造的立柱，既消除应力特别集中的区域，又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构，把人工海豚皮包敷在船舰外壳上，可减少航行揣流，提高航速；
在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后，合成了一种类似有机化合物，在田间捕虫笼中用千万分之一微克，便可诱杀雄虫；