日本的机器人，到底有哪些功能？日本为何发展仿生机器人？

　　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。
　　1、日本为什么要发展仿生机器人？
　　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。2、仿生机器人有哪些类型？
　　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。3、仿生机器人存在什么问题？
　　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。
　　4、仿生机器人未来的发展趋势
　　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