人形机器人

人形机器人是机器人内置为类似于其体形人体。该设计可能出于功能目的，例如与人工工具和环境交互，出于实验目的，例如对两足动物运动的研究，或出于其他目的。通常，类人机器人具有躯干，头部，两条手臂和两条腿，尽管某些形式的类人机器人可能仅对身体的一部分建模，例如从腰部向上。一些类人机器人还具有设计用于复制人的面部特征（如眼睛和嘴巴）的头部。安卓是类人机器人，在美学上类似于人。

甲传感器是测量世界的一些属性的装置。作为机器人技术的三大基本要素之一（规划和控制之外），传感在机器人范式中起着重要的作用。

可以根据传感器工作的物理过程或作为输出提供的测量信息的类型对传感器进行分类。在这种情况下，使用第二种方法。

本体感受传感器感应人形的身体和关节的位置，方向和速度。

在人类中，耳石和半圆形的耳道（在内耳中）用于保持平衡和方向。另外，人类使用自己的本体感受传感器（例如触摸、肌肉伸展、肢体位置）来帮助他们定向。人形机器人使用加速度计来测量加速度，并可以通过积分来计算速度。倾斜传感器测量倾斜度；放置在机器人手脚上的力传感器，用于测量与环境的接触力；位置传感器，指示机器人的实际位置（可以通过微分计算速度）或速度传感器。

触觉阵列可用于提供触摸过的数据。的阴影手使用的布置其下方34个tactels阵列聚氨酯上的每个指尖的皮肤。触觉传感器还提供有关在机器人和其他物体之间传递的力和扭矩的信息。

视觉是指处理来自任何形式的数据，这些形式使用电磁频谱来产生图像。在类人机器人中，它用于识别对象并确定其属性。视觉传感器的工作方式与人类的眼睛最相似。大多数类人机器人将CCD相机用作视觉传感器。

声音传感器使类人机器人能够听到语音和环境声音，并像人的耳朵一样发挥作用。麦克风通常用于此任务。

执行器是负责机器人运动的电动机。

类人机器人的构造类似于人类的身体，因此它们使用的执行器的功能类似肌肉和关节，但结构不同。为了获得与人体运动相同的效果，类人机器人主要使用旋转致动器。它们可以是电动的、气动的、液压的、压电的或超声波的。

液压和电动执行器具有非常严格的性能，只能通过使用相对复杂的反馈控制策略使其以顺应性的方式起作用。无芯电动执行器更适合于高速和低负荷应用，而液压执行器在低速和高负荷应用中运行良好。

施加电压时，压电执行器产生的小运动具有很高的作用力。它们可用于超精密定位以及在静态或动态情况下产生和处理高力或高压力。

超声波致动器被设计为在超声波频率（超过20 kHz）下产生微米级的运动。它们对于控制振动，定位应用和快速切换很有用。

气动执行器根据气体的 可压缩性运行。当它们膨胀时，它们会沿轴膨胀，而当它们收缩时，它们会收缩。如果一端固定，则另一端将沿线性轨迹移动。这些执行器适用于低速和低/中负载应用。在气动执行器之间有：气缸、波纹管、气动发动机、气动步进马达和气动人造肌肉。

在规划和控制中，类人机器人与其他类型的机器人（如工业机器人）之间的本质区别在于，机器人的运动必须使用腿式运动，尤其是两足 步态，必须像人一样。正常行走过程中人形动作的理想计划应使能量消耗最小，就像在人体中那样。因此，对这种结构的动力学和控制的研究变得越来越重要。

行走的Biped机器人在表面上的稳定性问题非常重要。可以选择将机器人的重心保持在轴承区域的中心以提供稳定的位置作为控制目标。

为了在行走过程中保持动态平衡，机器人需要有关接触力及其当前和所需运动的信息。该问题的解决方案依赖于一个主要概念，即零力矩点（ZMP）。

类人机器人的另一个特点是，它们在“真实世界”上移动，收集信息（使用传感器）并与之交互。它们不会像在高度结构化环境中工作的工厂操纵器和其他机器人一样保持静止。为了使类人动物能够在复杂的环境中移动，规划和控制必须侧重于自碰撞检测，路径规划和避障。

类人机器人还没有人体的某些特征。它们包括具有可变灵活性的结构，这些结构提供了安全性（为机器人本身和人员提供了安全性）以及动作的冗余性，即更大的自由度，因此具有更大的任务可用性。尽管这些特征是类人机器人所希望的，但它们将给规划和控制带来更多的复杂性和新的问题。全身控制领域解决了这些问题，并解决了多个自由度的适当协调问题，例如在遵循给定的优先级顺序的同时实现多个控制任务。