作者:王姵文
仿生機器人是一種設計參考生物體結構和功能的機器人。它們的目標是模仿生物體的外觀、動作和行為，以實現各種任務，例如探索未知環境、執行危險任務或提供人類幫助。
德國 Festo打造出仿生機器蜜蜂
德國知名工業自動化公司 Festo 飛斯妥旗下的仿生學習網絡，日前推出了一款名為 BionicBee 的超輕型仿生機器人蜜蜂！BionicBee 是 BLN 迄今最小的飛行物體，單隻機器人蜜蜂重量僅 34 克，長 22 公分，翼展 24 公分。
儘管體型嬌小，卻能執行高度自主的集群飛行任務。BLN 過去曾研發燕子、狐蝠、蜻蜓等仿生機器人，在這次 BionicBee 首次嘗試了生成式設計方法。這種設計方法可以用最少的材料，產生出最為穩定耐用的結構。
BionicBee 的機身結構可說是麻雀雖小、五臟俱全。其緊湊的機身內部整合了驅動翅膀的無刷馬達、伺服馬達、電池、齒輪組、控制電路板等關鍵零組件。
透過馬達與機械結構的智慧化協同，BionicBee 能精準控制翅膀的擺動頻率，執行各種飛行動作。BionicBee 的拍翼頻率在每秒 15-20 次之間，翅膀可前後揮動 180 度。三個位於翅膀基部的伺服馬達則可改變翅膀形狀，在特定翅膀位置提高揮動效率，產生多變的升力效應。
為實現自主飛行，BionicBee 採用了超寬頻技術建構出一套室內定位系統。定位系統中設有 8 個分佈在不同高度的 UWB 基站，每台個別機器人蜜蜂可透過接收各基站訊號，依訊號時間差自行計算出自己在 3D 空間中的即時位置。
值得一提的是，儘管 Festo 在生產過程中力求精準，但手工組裝還是難免產生些微差異。為克服這個問題，BionicBee加入了自動校準功能，可在簡短的測試飛行後自動找出最適合自己硬體特性的最佳控制參數，讓整個蜂群能被統一控制，彷彿每隻蜜蜂的硬體條件都一模一樣。
像藤蔓一樣「生長」的機器人
最新由科學家推出機器人 FiloBot，是一種能夠像藤蔓一樣「生長」，依靠生長來移動、探索未知的的機器人。當需要探索複雜、非結構化環境，像是叢林環境時，傳統的機器人很容易會被障礙物阻撓，或是需要發展複雜的演算法來做調度，但這卻是 FiloBot 最重要拿手的任務了。
由義大利科技研究所的科學家們在近期發表，FiloBot 就像真實的藤蔓一般，會朝向光源、遠離重力進行生長。FiloBot的結構包括錐形的頭部、供電的底座，以及一個能夠不斷生長的中間身體結構，底座的卷軸有 3D 列印熱塑性塑料的材料，會由頭部根據感測器獲得的資訊，調整環狀 3D 列印的身體部位。
然而，FiloBot 並不會隨意增長。此處 3D 列印材料受熱的溫度、方向、沉積速度都會根據頭部的電子設備，包括光感應器、陀螺儀進行調整，因此 FiloBot 的「生長方向」可以精確地控制，在本次的發表中，科學家設定讓 FiloBot 始終朝向光線、遠離地面、向上生長，就像大自然中隨處可見的藤蔓的生長一模一樣。
而與藤蔓相類似，當遭遇到垂直支撐向上的結構時，FiloBot 會自動纏繞在其上，3D 列印的結構也就相對簡單，因此無需花費太多時間和能量來生長堅固的身體，而可以快速移動生長。當沒有檢測到相鄰可以支撐的表面時，換句話說，當頭部感測到處於開放、無支撐的空間時，身體會生長得堅硬而強壯，以便能夠支撐住自身的重量、持續向外探索。
FiloBot 利用藤蔓的原理來探索未知的環境，可以說將仿生學的概念發揮得淋漓盡致，FiloBot 這款輕巧、靈活，並且能夠自我支撐的機器人，充分地展現大自然的神奇與可借鏡之處，也許在未來 FiloBot 也將有機會成為人們探險未知世界的好幫手。
小結
仿生機器人常常擁有高度靈活的身體結構和感知能力，使其能夠在各種環境中操作和適應。它們的設計受到生物學和工程學的啟發，透過模仿自然界的設計原則來提高其效能和適應性，往往也會產生出許多有趣的應用。
