仿人机械臂拟人运动规划是当前机器人学发展的前沿。对于人型机器人和服务型机器人,机械手臂是其最为重要的功能单元。具有仿人运动特征的机械臂规划和控制算法可以充分发挥这类机器人的类人结构特征。对于工业机器人,机械臂拟人运动规划可以增强人机交互过程中的安全性。工人可以根据人臂运动规律自觉的预判机械臂的运动,增加其心理舒适度,进而提高人机合作的效率。　　 仿人机械臂的运动模拟研究是牛物物理学、传统机器人学和运动规划的交叉点。生物物理学侧重于人臂运动规律的总结,机器人学研究针对机械臂本身的运动学和动力学问题,运动规划的研究重点则在于自主算法的建立。　　 本文基于生物物理学相关研究,提出“目标臂姿”的假说来为人臂运动规律提供一个直观的解释。进而,拓展出“多目标臂姿”和“广义目标臂姿”两个概念,并以此为基础形成相应的仿人机械臂拟人运动规划策略。　　 基于“狭义目标臂姿”概念,针对简单的无障碍自由达点运动,结合生物物理学的最小跃度模型,提出了一种关节跃度层面的机器人逆运动学算法。此算法充分利用高阶信息,可以在满足末端轨迹约束的同时,在给定时间点通过若干预定臂姿、实现对给定指标的优化、满足关节速度和关节加速度的限制。　　 基于“广义目标臂姿”概念,针对复杂的狭窄障碍达点运动,提出了一种融合梯度投影法的快速搜索随机树算法。新算法可以充分利用冗余度进行自运动,在搜索路径的同时,不断向广义目标臂姿进行靠拢,实现对人臂运动规律的模拟。　　 最后,在之前理论研究的基础上,搭建了实验研究平台。平台包含四大模块,分别是Robai双臂机器人,OptiTrack刚体捕捉系统,OptilTrack人体运动捕捉系统,和自主开发的仿人机械臂运动效果仿真软件。在此平台上,进行了人臂运动规律的实验研究,为今后进一步研究人臂运动规律提供了数据基础。