日本的机器人，到底有哪些功能？日本为何发展仿生机器人？

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文/思思

青春期的羞涩男生，如果能有一款温顺体贴的“女”机器人陪伴自己成长，那绝对是一场美丽的青春，甚至可以超越哆啦A梦。

在日本，众多人工智能专家都执着于仿真机器人的研究， 机器人行业更是被当作日本崛起的救命稻草，日本政府也始终把机器人产业视为自己的朝阳产业 。在经过了日本政府整整两代人的引导之后，日本的仿生机器人得到了长足的发展。 而完美的人形机器人则是仿生机器人中的终极目标 。

世界上确实没有完美的颜值，但当五官、身材、声音、性格都可以不断调改进， 甚至得以通过数以亿计的大数据不断自主进化时，完美的“伴侣”，也许真的会出现 。两年前，日本就曾推出一款“妻子”机器人，小试牛刀。

不同于很多粗糙的人形娃娃，这款“妻子”机器人借助大数据打造出了超越大多数女性的“舒服”颜值，细腻的仿真手段、先进的“恒温”系统、独创的“发汗”体系，不仅让其硅胶皮肤近乎乱真，更让其拥有了自己的“体香”，拥有了初恋的味道。 在现场演示阶段，体验的男用户试图拥抱机器人，“她”发现后，也缓缓把头靠近对方肩膀，仿佛一位温顺的情人，其过程非常自然逼真。

“妻子”机器人虽然价格昂贵，需要十多万元，但却引发了日本青年男子极大的热情 ，甚至连一向鼓励发展仿真机器人的日本专家都大呼：“年轻人着迷于机器人，会加重日本不婚不育的情况”。

随着 科技 的发展，仿生机器人越来越频繁地出现在人们的生活中， 日本作为 科技 强国，为何会把其定位为自己的朝阳产业，大力发展？这对中国发展自己的 科技 又有何借鉴，仿生机器人又存在哪些问题？ 本文，我们就来科普一下仿生机器人。全文约2500字，预计阅读时间15min，感谢您的阅读。

如果说全世界哪个国家对机器人最感兴趣，那么这个国家一定是日本。从某种程度来讲，日本为了发展机器人甚至耽误了自己 科技 领域其它技术的发展。众所周知，日本的老龄化非常严重， 老人照顾老人，这在日本已经成为现实 。而除了鼓励国民生育，机器人行业被日本政府寄予厚望。

日本的已婚生育率其实并不低，很多日本家庭拥有两个以上的孩子。真正让日本人口缩减的原因是： 日本的不婚率太高，有将近三分之一的年轻人根本就不结婚 。这与日本的年轻一代文化有着紧密的关联。上世纪，靠这美国老大哥的经济和技术支持，靠这战后婴儿潮的人口红利，日本一跃成为世界第二大经济体。然后，成也大哥，败也大哥。美国反手就是一记制裁， 日本被迫签订广场条约，更赔上了蒸蒸日上的国运。

有些东西不是努力就能改变的，“失落的三十年”对于日本的年轻人造成了严重的影响，也形成了奇怪的文化，而且他们与前辈们不同，躺平者众多，为了轻松点，很多日本年轻人都不会结婚。 自然人口出生率锐减，那谁来补充曾经的人口红利？机器人产业被寄予了厚望，而且从上世纪90年代开始，日本就瞄上了仿生机器人。希望由此发展，解决本国年轻人和老年人的问题。

仿生机器人可不仅仅是人形机器人。 地球上的生物千万，每一种生物都是经过亿万年的适应、进化、发展而来，这使得生物体的某些部位巧夺天工，生物特性趋于完美，拥有了最合理的结构特点。 道法自然，向自然界学习，制造出性能优越的仿生机器人，成为了很多科学家终身的研究方向。

仿生机器人主要分为陆面仿生机器人、空中仿生机器人、水下仿生机器人。

（1）陆面仿生机器人

自然界中，陆地生物的运动方式多种多样。相应的，陆面仿生机器人的运动方式也有很多，从运动特点来分类， 陆面仿生机器人又可以分为仿人机器人、仿生多足移动机器人、仿生蛇形机器人和仿生跳跃机器人等 。日本的妻子机器人，自然属于其中的仿人机器人。

随着控制理论的发展，智能人形机器人越来越完善，很多人类的活动已经可以复制实现。 早在2013年，美国波士顿动力公司研制的“ATLAS”机器人就可以在传送带上大步前进，躲开突然出现的木板，起跳稳定。另一款用于美军检验的“Petman”机器人，成功地调控自身的体温、湿度和排汗量，通过模拟人类生理来自我保护。

仿人机器人另一个方向是仿人手臂和手指的研究。 在太空 探索 中，每一个空间站都离不开机械手臂，而这也是仿人机器人的一种。我们中国的仿人机器人起步非常晚，真正得到大力发展的，也正是在最近十几年。但技术却一点也不落后，很多方面甚至已经实现赶超。

（2）空中仿生机器人

空中仿生机器人，主要是在模仿飞鸟和昆虫。千万别小看这些动物， 人类虽然能通过飞机实现飞行，甚至飞向宇宙，但大家可曾想过，这种飞行方式完美吗？为何生物界从没有这种飞行方式？

飞鸟和昆虫经过上亿年的进化，不断适应地球的环境，在形态、运动方式、能量利用等方面，达到了几乎完美的程度。破解其奥秘，这才是制造完美飞行器的新思路。

目前，人类对于空中仿生机器人的研究还处在初始阶段，虽然能够实现飞行，但时间短、距离近、甚至无法脱离遥控，实用程度并不高。

（3）水下仿生机器人

地球上主要的环境都是水环境，水下仿生机器人的应用前景非常广阔，潜在价值巨大。 最初从模仿鱼类游动开始，利用电机控制通过摆动实现推进，发展到现阶段采用新型仿生材料和新型仿生驱动方式实现推进。

我国的水下机器人发展非常快，如今已经可以实现水下快速启动，转弯等多种运动模式，很多技术已经成为领先方，但在推进速度、效率、减阻方面，还是无法与生物媲美，发展空间还很大。

仿生机器人的种类千奇百怪，每一种类型的机器人都会遇到各自的瓶颈，但是仿生机器人却有着通性的一些问题，具体来说

（1）高性能新型仿生材料研究不足 ，现生物减阻、耐磨、抗疲劳、防粘、自洁等优良特性的材料缺乏找到生物力学和工程力学的衔接点。

（2）控制方法较传统，神经控制、肌电控制等仿生方法突破不够 。生物对自身协调运动控制的与一般的机电控制根本不在一个维度上。

（3）生物能量转换机理研究不深，能量转换效率较低 。人造的仿真机器人往往需要大量的耗能，而这些能量在生物身上的转化率极高，二者也根本不在一个数量级上。

仿生机器人技术广泛的应用在各行各业，虽然目前还处于储备发展阶段，但未来的发展趋势已经可以看出一些端倪。

（1）微观化发展

仿生机理研究的未来在微观上，虽然人形机器人越来越真实，但真正诞生一款温顺体贴的陪伴型机器人，一定会在微观发展突破后才会实现。

（2）百炼钢化为绕指柔

目前的仿生结构，大多是刚性结构，机械风格明显，这是传统材料在仿生学上的体现，但在未来，传统材料必然会向结构、驱动、材料一体化方向发展，百炼钢化为绕指柔。

（3）神经元控制

目前的仿生控制大多还是机电的方式，这种方式不仅灵活度不够，还会造成生物能和机械能的转化效率大大降低。将传统的控制方式转变为神经元控制，是为了仿生学真正要走的道路。 仿生学的研究，也许会在未来更加深入，绝不仅仅解决人口老龄化的问题，而其产生的研究成果，也将会在生活的各方面造福人类。

文末，还像和大家探讨一个有意思的问题，你见过的最逼真的仿真机器人是什么？欢迎留言，留图证明。 感谢~

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