仿生
關注創建者：農夫山泉 創建時間：2018-09-06
仿生的視頻教程
Ansys?在生物力學和醫療器械行業的應用【微信公眾號：艾迪捷】
Ansys?在生物力學和醫療器械行業的應用（免費）【已結束】??直播時間：2020-08-20 19:30 現代生物醫療行業的研究通常屬于高科技領域，比如涉及到人體骨骼結構、血液流動，以及醫療設備和仿生產品等科學領域；同時因其試驗條件苛刻、設備費用昂貴、試驗精度不準確等一直是該行業科研人員需要面臨的難題。 隨著CAE仿真技術的不斷發展，仿真解決方案以其優勢已逐漸深入應用于生物醫療行業。
￥99 1小時17分鐘 150播放
查看
仿生的實例教程
也許現在還有很多人不太清楚仿生設計的概念，以為仿生設計就是一個對大自然事物外形的仿生。
其實不然，仿生設計是對大自然界中的
“形態”、“色紋”、“聲音”、“功能”、“結構”
等為對象，
有選擇地在設計過程中應用這些特征原理進行的設計，在某種意義上，仿生設計學可以說是仿生學的延續和發展。
今天老工則分別以不同的案例來展示每一種仿生方式，希望大家看過后能夠獲得更多的設計靈感~
一、“形態”仿生：
“形態”仿生是仿生設計種最為常見的一種仿生形式。
1、鹿角插座
設計 :佐藤大
該插座的頂部靈感來源于鹿角形態，除了外形的模仿外，它的存在嗨為插座增加了可收納放置的功能，方便
手機充電時的拿取。
2、CLERD-云形狀的空調
設計 :Yeonkyung Jeong
靈感來源于云朵的空調設計，這種更具然的形態設計會令人們的生活空間更舒適。
3、東京2020奧運火炬
設計 :Tokujin Yoshioka
2020奧運會的火炬設計，外形靈感來源于日本國花櫻花的花瓣。
4、小鳥文具
設計 :BKID CO
該設計靈感來源于小鳥，是一款仿生文具盒設計。
展開 近日，據Festo官方消息稱，這家專門產出黑科技的德國自動化公司，又制造出了兩種新型仿生機器人，分別是仿生雨燕Bionic Swift和帶有氣動抓手的仿生移動機器人Bionic Mobile Assistant。
這家公司的神奇之處在于，他們會以大自然為設計靈感，生產出各種異常逼真的仿生機器人。比如，今天要提到的仿生雨燕Bionic Swift就是Festo的研發人員從飛燕身上汲取靈感，研發出了更加輕薄、更像鳥羽毛的飛行機器人羽翼。
▲仿生雨燕Bionic Swift
一、 人造羽毛使仿生雨燕體態輕至42克、飛行更自如
仿生雨燕Bionic Swift并不是Festo開發的第一批飛行機器人，此前的仿生狐蝠、仿生鴿子都是Feato從自然飛行模式中汲取靈感研發飛行機器人的代表。此外，這家公司還曾展示過他們研發的螞蟻機器人、電動蝴蝶、能跳躍的袋鼠機器人、蜘蛛機器人、能飛的企鵝和水母等多樣的仿生機器人。
▲螞蟻機器人和電動蝴蝶
▲袋鼠機器人和狐蝠機器人
▲能飛的企鵝和水母
而與之前不同的是，仿生雨燕憑借著輕量化的結構開啟了Festo飛行機器人的新篇章。
仿生雨燕身長44.5厘米，機翼展開后長68厘米，而每只雨燕的整體重量只有42克，其中6克是電池的重量，此外還需要一臺電機控制機翼，以及另外兩臺電機來驅動飛行和進行轉向。仿生雨燕的飛行時間很穩定，但目前只能飛行7分鐘。
為了將仿生雨燕的飛行呈現得更加逼真，Festo以真實的羽毛為模型，用柔軟而又堅固的泡沫制成超輕薄片，以疊瓦片的方式制成雨燕的翅膀，通過纖維套筒將機器鳥的翅膀和身體連接在一起。
▲仿生雨燕以超輕薄片制成的翅膀
在仿生雨燕向上沖程的時候，單個羽毛的薄片會扇出，以便空氣可以在翅膀中流過。這意味著仿生雨燕只需要較少的動力就可以將翅膀拉起。
展開 視頻2 仿生向日葵的彎曲（90°照射）以及恢復過程。
將仿生向日葵作為光催化反應器，對其光催化生成H2O2的性能進行評價。圖3a-b表明H2O2的生成主要來源于氧氣還原（ORR）過程，在環境溫度為27 ℃時產量最優。仿生向日葵和對照樣品（不具有趨光行為）在不同入射角下的光催化實驗結果（圖3c-d）顯示，隨著入射角從0°增加到90°，仿生向日葵的H2O2產率始終維持在較高水平（262.1 μmol g-1 h-1），而對照樣品的產量則由292.6 μmol g-1 h-1減少到83.5μmol g-1 h-1。該結果表明，入射光與催化劑之間存在的入射光夾角會明顯降低光催化性能。同時，從圖e-f中繪制的不同天頂角/方位角下理論/實際的能量收集效率（ECE）可以看到：在-90°-90°的天頂角下，仿生向日葵的歸一化ECE始終接近90%，而對照樣品僅為29%，表明仿生向日葵光催化系統至少可以恢復約60%的能量損失。
圖3. 仿生向日葵在（a）不同氣氛下和（b）不同溫度下的H2O2產率。（c）仿生向日葵和對照樣品在不同入射角度下的H2O2產率。（d）仿生向日葵和對照樣品在90°照射下H2O2產率隨時間的變化曲線。（e-f）仿生向日葵在不同天頂角和方位角下的歸一化能量收集效率。
由于CdS/rGO復合材料是仿生向日葵中的光催化劑，因此進一步通過密度泛函理論（DFT）計算闡明其H2O2生成的光催化機理, 如圖4所示。H2O2生成主要來源于兩個路徑，即氧氣還原（ORR）路徑和水的氧化（WOR）路徑。結果表明，相較于CdS而言，rGO的存在有利于電荷轉移，進而同時促進ORR和WOR兩條路徑。
展開 為了幫助失明患者增強視力，研究人員正在研制擁有視力的“仿生眼”。近日，美國明尼蘇達大學（University of Minnesota）的研究團隊宣布了他們在“仿生眼”研究上的突破，首次使用3D打印技術在半球面上制造出了光接收器陣列。
圖片來源：明尼蘇達大學網站
如何在曲面上完成打印是研究的難點之一。為此，研究人員啟用了一臺特制的3D打印機。在打印過程中，他們先在一個半球形玻璃體上用銀粒子油墨打印一層底座，這種特制的油墨會在曲面上均勻地變干，而不是順著曲面流下來。隨后，研究人員用半導體聚合材料在底座上打印出能夠將光線轉變成電信號的二極管。整個仿生眼的打印過程需花費約一個小時的時間。
論文的合著者之一、明尼蘇達大學機械工程系副教授McAlpine教授迫切期待“仿生眼”研究的成功。他在明尼蘇達大學發布的消息中表示，“我媽媽有一只眼失明，每當我談起我的工作，她就會說，‘你什么時候能幫我打印一只仿生眼？’”。
McAlpine表示，“在多數人的概念中，‘仿生眼’并不存在于真實世界，但是借助多材料3D打印技術，它比以往任何時候都接近真實。”據他介紹，在最新研究中，“仿生眼”的光電轉換率已經達到25%。作為參照，目前1微米厚薄膜太陽能電池的最高光電轉換率僅為22.4%。
但是，由于質感堅硬，這種“仿生眼”暫時還無法應用于人體。現在，研究人員正嘗試尋找在軟體半球狀材料上進行打印的方法，以便將其植入眼眶。同時，研究人員嘗試增加更多的光受體來增強“仿生眼”的光電轉換效率。
事實上，早在2012年已經有人成功植入了“仿生眼”。但此前的“仿生眼”往往需要借助一個裝有攝像裝置的外置設備。
據《每日郵報》報道，因遺傳性視網膜色素變性而視力受損的澳大利亞人戴安·亞施沃斯，通過植入“仿生眼”恢復了部分視力。
展開 德國人又把仿生家族擴容了，這個世界太瘋狂了
直觀學機械 今天
德國Festo（費斯托）這幾年一直致力于仿生機器人的研究，生生的給我們整出了一個動物世界，讓世人瞠目結舌。
仿生機械，顧名思義就是模仿生物的形態、結構和控制原理設計制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的機械。
費斯托致力于仿生技術的研發，不僅是為了發掘自然的奧妙，更是為了借助仿生技術載體實現與自動機器人的協作，為未來的全新技術提供動力。這一干就是26年了。可以說給我們帶了一個仿生的動物世界。
從最新的這個家族的合影中我們發現了有兩處小變化，也正是今天咱們給大家展示的費斯托的最新兩個仿生機器人。
接下來將一一揭秘！
01
仿生雨燕
首先我們看一下BionicSwift仿生雨燕
仿生雨燕無需人工操控，便能完全協調地成群自主飛行。通過帶超寬帶技術（UWB）的室內無線GPS，仿生雨燕在障礙物視覺接觸中斷時，也能進行精確的識別位置。
仿生雨燕身長44.5cm，翼展68cm，重量只有42g，能靈活地在空域內以協調的方式自主控制飛行。
羽片采用超輕量化、高彈性、高強度的發泡材料，一根碳纖維翎羽管連接手翼和臂翼，相比之前的撲翼飛行器有著更好的飛行運動曲線。
在向上飛行時，每片羽毛會向外張開，讓氣流穿過翅膀，減少功耗。在向下飛行時，羽片向內收緊，增加BionicSwift的飛行力。
身上集成了緊湊的機械系統和電機，通過智能交互精確調節振翅的頻率以及各種機動飛行的升降舵。
展開 
仿生的最新內容
智能機器人展區
家用服務機器人、智能客服機器人、餐飲服務機器人、迎賓機器人、類腦機器人、兒童機器人、仿生機器人、教育機器人、醫用機器人、清潔機器人、智能商業機器人、智能巡邏機器人、水下機器人等。
微徑探測技術
針對航空航天發動機油道、精密渦輪葉片間隙等“禁區”，超細徑內窺鏡技術已臻化境，以IPLEX TX II為例，柔性插入管直徑壓縮至2.2毫米，剛性管更是達到1.8毫米，為了在微米級截面上實現高畫質與高耐用性，工程師采用了仿生關節結構替代傳統鉚釘，并輔以金屬編織層抗壓，這種“光學手術刀”般的設備，能夠在不損傷被檢物的前提下，詳細工業設備的“毛細血管”進行探查。
參展范圍
具身智能展區
人形機器人、四足機器人、雙足機器人、仿生機器人、智能機器人、輪式機器人、靈巧手等；
服務機器人展區
教育機器人、家用機器人、娛樂機器人、餐飲機器人、消毒機器人、巡邏機器人、康養機器人等；
特種機器人展區
水下機器人、消防機器人、空間機器人、工程機器人、農業機器人、應急救援機器人等；
工業機器人及應用方案展區
工業機器人本體、多自由度機器人、機械手
展會設置人工智能館、機器人館兩大核心展區，涵蓋AI芯片、算力服務器、多模態大模型、人形機器人、四足仿生機器人、醫療康復機器人等全產業鏈展品，實物展品比例超90%，讓觀眾直觀感受科技從“實驗室”走向“千行百業”的迭代歷程。
時間：5月26日，14:30-15:15
合作伙伴：深圳市摩爾芯創科技有限公司
地點： 線上
費用： 免費
點擊了解詳情
5月27日 | 機器人關節電機設計與優化
簡介：AI 人形機器人已成為當前人工智能應用的關鍵市場，而關節模塊正是實現平順、仿生運動的核心技術。
工程師采用了仿生關節結構替代傳統鉚釘，并輔以金屬編織層增強抗壓耐磨性。這種設備如同“光學手術刀”，能在不損傷被檢物的前提下，深入工業設備的“毛細血管”進行探查。
2. 長距離與氣動導向技術
在熱交換器、鍋爐管或冷凝器等長距離檢測場景中，傳統機械鋼絲繩導向容易產生遲滯。為此，長距離視頻內窺鏡（如IPLEX GAir）引入了氣動彎曲技術，利用微型空氣壓縮單元驅動探頭。
第四章 從人眼到機眼：仿生視覺的工程化超越
如前幾章串聯所示，威睛光學的相位調制體系與人眼光學系統間，存在著深刻的結構性映射。本章將系統梳理這一仿生學類比，并闡明其意義。
智能機器人展區
家用服務機器人、智能客服機器人、餐飲服務機器人、迎賓機器人、類腦機器人、兒童機器人、仿生機器人、教育機器人、醫用機器人、清潔機器人、智能商業機器人、智能巡邏機器人、水下機器人等。
參展范圍
具身智能展區
人形機器人、四足機器人、雙足機器人、仿生機器人、智能機器人、輪式機器人、靈巧手等；
服務機器人展區
教育機器人、家用機器人、娛樂機器人、餐飲機器人、消毒機器人、巡邏機器人、康養機器人等；
特種機器人展區
水下機器人、消防機器人、空間機器人、工程機器人、農業機器人、應急救援機器人等。
智能機器人展區
家用服務機器人、智能客服機器人、餐飲服務機器人、迎賓機器人、類腦機器人、兒童機器人、仿生機器人、教育機器人、醫用機器人、清潔機器人、智能商業機器人、智能巡邏機器人、水下機器人等。
