文/思思

青春期的羞澀男生，如果能有一款溫順體貼的“女”機器人陪伴自己成長，那絕對是一場美麗的青春，甚至可以超越哆啦A夢。

在日本，眾多人工智能專家都執(zhí)著于仿真機器人的研究，機器人行業(yè)更是被當作日本崛起的救命稻草，日本政府也始終把機器人產(chǎn)業(yè)視為自己的朝陽產(chǎn)業(yè)。在經(jīng)過了日本政府整整兩代人的引導(dǎo)之后，日本的仿生機器人得到了長足的發(fā)展。而完美的人形機器人則是仿生機器人中的終極目標。

世界上確實沒有完美的顏值，但當五官、身材、聲音、性格都可以不斷調(diào)改進，甚至得以通過數(shù)以億計的大數(shù)據(jù)不斷自主進化時，完美的“伴侶”，也許真的會出現(xiàn)。兩年前，日本就曾推出一款“妻子”機器人，小試牛刀。

不同于很多粗糙的人形娃娃，這款“妻子”機器人借助大數(shù)據(jù)打造出了超越大多數(shù)女性的“舒服”顏值，細膩的仿真手段、先進的“恒溫”系統(tǒng)、獨創(chuàng)的“發(fā)汗”體系，不僅讓其硅膠皮膚近乎亂真，更讓其擁有了自己的“體香”，擁有了初戀的味道。在現(xiàn)場演示階段，體驗的男用戶試圖擁抱機器人，“她”發(fā)現(xiàn)后，也緩緩把頭靠近對方肩膀，仿佛一位溫順的情人，其過程非常自然逼真。

“妻子”機器人雖然價格昂貴，需要十多萬元，但卻引發(fā)了日本青年男子極大的熱情，甚至連一向鼓勵發(fā)展仿真機器人的日本專家都大呼：“年輕人著迷于機器人，會加重日本不婚不育的情況”。

隨著科技的發(fā)展，仿生機器人越來越頻繁地出現(xiàn)在人們的生活中，日本作為科技強國，為何會把其定位為自己的朝陽產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展？這對中國發(fā)展自己的科技又有何借鑒，仿生機器人又存在哪些問題？本文，我們就來科普一下仿生機器人。全文約2500字，預(yù)計閱讀時間15min，感謝您的閱讀。

1、日本為什么要發(fā)展仿生機?器?人？?

如果說全世界哪個國家對機器人最感興趣，那么這個國家一定是日本。從某種程度來講，日本為了發(fā)展機器人甚至耽誤了自己科技領(lǐng)域其它技術(shù)的發(fā)展。眾所周知，日本的老齡化非常嚴重，老人照顧老人，這在日本已經(jīng)成為現(xiàn)實。而除了鼓勵國民生育，機器人行業(yè)被日本政府寄予厚望。

日本的已婚生育率其實并不低，很多日本家庭擁有兩個以上的孩子。真正讓日本人口縮減的原因是：日本的不婚率太高，有將近三分之一的年輕人根本就不結(jié)婚。這與日本的年輕一代文化有著緊密的關(guān)聯(lián)。上世紀，靠這美國老大哥的經(jīng)濟和技術(shù)支持，靠這戰(zhàn)后嬰兒潮的人口紅利，日本一躍成為世界第二大經(jīng)濟體。然后，成也大哥，敗也大哥。美國反手就是一記制裁，日本被迫簽訂廣場條約，更賠上了蒸蒸日上的國運。

有些東西不是努力就能改變的，“失落的三十年”對于日本的年輕人造成了嚴重的影響，也形成了奇怪的文化，而且他們與前輩們不同，躺平者眾多，為了輕松點，很多日本年輕人都不會結(jié)婚。自然人口出生率銳減，那誰來補充曾經(jīng)的人口紅利？機器人產(chǎn)業(yè)被寄予了厚望，而且從上世紀90年代開始，日本就瞄上了仿生機器人。希望由此發(fā)展，解決本國年輕人和老年人的問題。

2、仿生機器人有哪些類型？?

仿生機器人可不僅僅是人形機器人。地球上的生物千萬，每一種生物都是經(jīng)過億萬年的適應(yīng)、進化、發(fā)展而來，這使得生物體的某些部位巧奪天工，生物特性趨于完美，擁有了最合理的結(jié)構(gòu)特點。道法自然，向自然界學(xué)習(xí)，制造出性能優(yōu)越的仿生機器人，成為了很多科學(xué)家終身的研究方向。

仿生機器人主要分為陸面仿生機器人、空中仿生機器人、水下仿生機器人。

（1）陸面仿生機器人

自然界中，陸地生物的運動方式多種多樣。相應(yīng)的，陸面仿生機器人的運動方式也有很多，從運動特點來分類，陸面仿生機器人又可以分為仿人機器人、仿生多足移動機器人、仿生蛇形機器人和仿生跳躍機器人等。日本的妻子機器人，自然屬于其中的仿人機器人。

隨著控制理論的發(fā)展，智能人形機器人越來越完善，很多人類的活動已經(jīng)可以復(fù)制實現(xiàn)。早在2013年，美國波士頓動力公司研制的“ATLAS”機器人就可以在傳送帶上大步前進，躲開突然出現(xiàn)的木板，起跳穩(wěn)定。另一款用于美軍檢驗的“Petman”機器人，成功地調(diào)控自身的體溫、濕度和排汗量，通過模擬人類生理來自我保護。

仿人機器人另一個方向是仿人手臂和手指的研究。在太空探索中，每一個空間站都離不開機械手臂，而這也是仿人機器人的一種。我們中國的仿人機器人起步非常晚，真正得到大力發(fā)展的，也正是在最近十幾年。但技術(shù)卻一點也不落后，很多方面甚至已經(jīng)實現(xiàn)趕超。

（2）空中仿生機器人

空中仿生機器人，主要是在模仿飛鳥和昆蟲。千萬別小看這些動物，人類雖然能通過飛機實現(xiàn)飛行，甚至飛向宇宙，但大家可曾想過，這種飛行方式完美嗎？為何生物界從沒有這種飛行方式？

飛鳥和昆蟲經(jīng)過上億年的進化，不斷適應(yīng)地球的環(huán)境，在形態(tài)、運動方式、能量利用等方面，達到了幾乎完美的程度。破解其奧秘，這才是制造完美飛行器的新思路。

目前，人類對于空中仿生機器人的研究還處在初始階段，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)飛行，但時間短、距離近、甚至無法脫離遙控，實用程度并不高。

（3）水下仿生機器人

地球上主要的環(huán)境都是水環(huán)境，水下仿生機器人的應(yīng)用前景非常廣闊，潛在價值巨大。最初從模仿魚類游動開始，利用電機控制通過擺動實現(xiàn)推進，發(fā)展到現(xiàn)階段采用新型仿生材料和新型仿生驅(qū)動方式實現(xiàn)推進。

我國的水下機器人發(fā)展非?？欤缃褚呀?jīng)可以實現(xiàn)水下快速啟動，轉(zhuǎn)彎等多種運動模式，很多技術(shù)已經(jīng)成為領(lǐng)先方，但在推進速度、效率、減阻方面，還是無法與生物媲美，發(fā)展空間還很大。

3?、仿生機器人存在什么問題？?

仿生機器人的種類千奇百怪，每一種類型的機器人都會遇到各自的瓶頸，但是仿生機器人卻有著通性的一些問題，具體來說

（1）高性能新型仿生材料研究不足，現(xiàn)生物減阻、耐磨、抗疲勞、防粘、自潔等優(yōu)良特性的材料缺乏找到生物力學(xué)和工程力學(xué)的銜接點。

（2）控制方法較傳統(tǒng)，神經(jīng)控制、肌電控制等仿生方法突破不夠。生物對自身協(xié)調(diào)運動控制的與一般的機電控制根本不在一個維度上。

（3）生物能量轉(zhuǎn)換機理研究不深，能量轉(zhuǎn)換效率較低。人造的仿真機器人往往需要大量的耗能，而這些能量在生物身上的轉(zhuǎn)化率極高，二者也根本不在一個數(shù)量級上。

4?、仿生機器人未來的發(fā)展趨勢?

仿生機器人技術(shù)廣泛的應(yīng)用在各行各業(yè)，雖然目前還處于儲備發(fā)展階段，但未來的發(fā)展趨勢已經(jīng)可以看出一些端倪。

（1）微觀化發(fā)展

仿生機理研究的未來在微觀上，雖然人形機器人越來越真實，但真正誕生一款溫順體貼的陪伴型機器人，一定會在微觀發(fā)展突破后才會實現(xiàn)。

（2）百煉鋼化為繞指柔

目前的仿生結(jié)構(gòu)，大多是剛性結(jié)構(gòu)，機械風(fēng)格明顯，這是傳統(tǒng)材料在仿生學(xué)上的體現(xiàn)，但在未來，傳統(tǒng)材料必然會向結(jié)構(gòu)、驅(qū)動、材料一體化方向發(fā)展，百煉鋼化為繞指柔。

（3）神經(jīng)元控制

目前的仿生控制大多還是機電的方式，這種方式不僅靈活度不夠，還會造成生物能和機械能的轉(zhuǎn)化效率大大降低。將傳統(tǒng)的控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)元控制，是為了仿生學(xué)真正要走的道路。仿生學(xué)的研究，也許會在未來更加深入，絕不僅僅解決人口老齡化的問題，而其產(chǎn)生的研究成果，也將會在生活的各方面造福人類。

文末，還像和大家探討一個有意思的問題，你見過的最逼真的仿真機器人是什么？歡迎留言，留圖證明。感謝~