生物仿生机器人 Houbara: 从开发到现场部署用于行为研究

生物仿生智能和机器人正在改变野外生态学, 通过实现能够在真实世界条件下与动物自然交互的逼真机器人替代品。野外研究鸟类行为仍然具有挑战, 由于需要高度逼真的形态学、耐用的户外操作, 以及能够适应不可控制环境的智能感知。我们提出下一代生物仿生机器人平台, 复制雌性 Houbara bustard 的形态学和视觉外观, 以支持受控的生物行为研究和以保护为导向的野外研究。该系统引入了完全可数字化的制造工作流程, 将高分辨率结构光 3D 扫描、参数化 CAD 建模、可动 3D 打印和平面逼真的 UV 纹理贴纸 finishing, 以实现解剖学准确且耐用的机器人替代品。六轮滑坡车轴确保在沙地和不规则地形上的稳定移动,而嵌入的 NVIDIA Jetson 模块实现了实时 RGB 和热感知、轻量级 YOLO 基于检测, 以及无人干预地将机器人头部对准检测目标的自主视觉 servoing 环路。轻量级热见觉融合模块增强了低光条件下的感知。在沙漠动物圈内的现场试验表明, 该平台在 15 到 22 FPS 的延迟低于 100 ms 的可靠实时运行, 并确认该平台在严酷的户外条件下能引起活跃 Houbara bustard 的自然识别和互动反应。该集成框架推进了生物仿生野外机器人, 将可重复的数字制造、具身视觉智能和生态学验证统一起来, 为动物机器人互动研究、保护机器人和公众参与提供可转移的蓝图。