陈晓东：《仿生机器人，人类向它们学什么》

目光如炬的一只机器狗，紧跟报告人身后翻着筋斗进入会场，按照报告人指令优雅举起前肢向与会者行礼问好，然后连续演示前空翻、后空翻，最后索性一个筋斗四脚朝天，片刻，它侧身起跳，气宇轩昂地稳稳站立在会场中央……

3月23日，北京青少年科技俱乐部在中国科学院学术会堂举办“科学名家讲座”，北京理工大学兼职教授，武警部队某研究所原总工程师、高级工程师、硕士生导师陈晓东报告的题目是《仿生机器人，人类向它们学什么》。

北京青少年科技俱乐部“科学名家讲座”二层和三层现场

陈晓东教授作报告

穿越“时空隧道”，陈晓东将与会者带入105年前的1920年。他讲述了捷克剧作家卡雷尔·恰佩克的作品《罗素姆的万能机器人》。作品中作家描述了一个具有人的外表、特征和功能的机器。由此，“机器人”一词第一次出现，后来成为家喻户晓。机器人英文名字Robot一词，即源于捷克语robota。

进入报告主题，陈晓东介绍了当今机器人特别是仿生机器人研究的最新进展。

目前机器人系统结构分为三大部分、六大系统。

三大部分：结构与本体、感知与交互、控制与决策；六大系统：机械结构系统、驱动系统、感知系统、环境交互系统、人机交互系统、控制系统。

而仿生机器人也即仿生机械，是模仿生物的形态、结构和控制原理设计制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械。研究仿生机械的学科称为仿生机械学，它是20世纪60年代末期由生物学、生物力学、医学、机械工程、控制论和电子技术等学科相互渗透、结合融合形成的一门新兴交叉学科。

陈晓东列举了一些仿生机器人实例。

在茂密的森林中，松鼠凭借灵巧的身姿在枝杈间自由穿梭——它们以每秒钟5米的弹跳速度跨越数倍体长的间隙，在直径不足1厘米的枝条上精准着陆，甚至能在失足瞬间通过“空中杂技”调整姿态逃生。

人类向松鼠学习啥？

学习它们所具有的三大核心能力。动态平衡控制：通过实时调节四肢刚度在0.1秒钟内完成从高速冲击到稳定驻留的转换；环境自适应：根据枝条直径(0.5-5cm)、表面粗糙度(苔藓、树皮)自动调整抓握策略；能量高效利用：跳跃时腿部肌肉储能效率达75%，远超人造弹簧（约50%）。

仿生蝙蝠的翼膜通过约 4.5万个点紧密地连接在一起，因而具有足够的弹性，即使在收起双翼时，也几乎没有褶皱；其蜂窝结构可以防止裂纹进一步扩大，即使翼膜出现轻微损伤，仍能继续飞行。

蜘蛛机器人 BionicWheelBot 原型是摩洛哥后翻蜘蛛，为适应沙漠环境的生活，它有一种独特行走方式，通过空中翻转与地面翻滚的组合来移动。

陈晓东介绍说，仿生机械技术更多地被用于特种机器人。那么，特种机器人是怎样思考的呢？

算力是计算机的本体，是计算机本来就应该干的事情，算法是人力工程师应该干的事情，数据就是应用。我们不能满足于算力、算法、数据起到的最大作用，还要探索新一代人工智能。如今，新一代智能的特点为：类脑智能、类人智能、主动学习、自然交互、深刻记忆。

……

主题报告结束后，报告人同与会中学生进行了问答互动。

北京青少年科技俱乐部21所基地校师生近400人参加了报告会。

师生互动