科学探索|?仿生电子鼠会做灾后搜救了：载重物爬窄管不在话下，跌倒还能自己站起来( 二 ) ?仿生电子鼠会做灾后搜救了：

【科学探索|?仿生电子鼠会做灾后搜救了：载重物爬窄管不在话下，跌倒还能自己站起来】自由度是独立变量的个数。具体而言，若总变量个数为 N，约束条件个数为 M，则自由度 F=N-M 。

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机器小鼠的四肢结构设计示意图如下：

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▲ 图 a、b 分别为左前肢的机构运动简图和骨架模型结构；c 为左后肢的骨架模型侧视图
相比前肢，后肢的底部为一个更弯曲的杆，以提供更大的前推力 —— 这与老鼠主要依靠后肢产生推力的现象一致。
研究者分析老鼠行为发现，它的转身运动是从头部到躯干，再到臀部，逐步发力的。
受益于灵活的脊柱，老鼠可以迅速变换方向。
小鼠的颈椎由好几节构成，其中第一节颈椎的旋转角反映了头部和躯干之间的角度。
下面的关节旋转角度图中，有三个峰值，对应三个最明显的运动，即：颈椎屈伸、
前肢第二胸椎的屈伸运动，和第十三胸椎的后肢屈伸运动。

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因此，研究者为脊柱配备了三个关于屈伸的主动自由度，用于机器小鼠的正面转弯运动。
由于颈部旋转在老鼠的日常活动中很少见，所以真老鼠的颈部活动对设计探测机器人来说，意义不大。
研究者配置了一个用于颈部屈伸的主动自由度，和一个用于颈部内收的主动自由度，这两个自由度都位于头部和躯干的连接处。
机器小鼠共有 33 个脊椎关节，研究者将后肢屈伸的关节设置于第 22 个关节处，这与老鼠的对应的关节位置相似。
研究团队介绍
这项研究来自北京理工大学。

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论文一作石青，现任北京理工大学教授、机电工程学院智能机器人研究所副所长，本科和博士均毕业于北理工，并于早稻田大学进行博士后工作，主要研究方向是仿生机器人、生机电融合。

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这篇论文由石青导师黄强、中科院外籍院士福田敏男，以及石青带领的仿生机器人团队共同完成。
团队研究的仿生鼠，曾被昆士兰大学计算机教授 Janet Wiles 评价称“达到业界 SOTA 水平” 。
团队表示，未来还将通过闭环控制和深入动态分析等方法，来进一步提高机器小鼠的敏捷性，并且有兴趣将其商业化。
你觉得这只机器小鼠还能被用在哪些地方呢？
论文地址
https://ieeexplore.ieee.org/document/9751239