Robotyka pneumatyczna Festo spotyka się ze sztuczną inteligencją

Festo zaprezentuje pneumatyczną rękę robota BionicSoftHand na targach w Hanowerze 2019. W połączeniu z BionicSoftArm, pneumatycznym lekkim robotem, te koncepcje przyszłości nadają się do współpracy człowiek-robot.

BionicSoftHand jest sterowany pneumatycznie, dzięki czemu może bezpiecznie i bezpośrednio współpracować z ludźmi. W przeciwieństwie do ludzkiej ręki, BionicSoftHand nie ma kości. Jego palce składają się z elastycznych struktur mieszkowych z komorami powietrznymi. Miech jest zamknięty w palcach specjalnym płaszczem tekstylnym 3D dzianym z obu elastycznych i wytrzymałych nici. Za pomocą materiału tekstylnego można dokładnie określić, gdzie struktura rozszerza się i wytwarza moc, a gdzie zapobiega się rozszerzaniu. Dzięki temu jest lekki, elastyczny, dostosowujący się i wrażliwy, a jednocześnie zdolny do wywierania dużych sił.

Sztuczna inteligencja

Metody uczenia się maszyn są porównywalne z ludzkimi: w pozytywny lub negatywny sposób - wymagają informacji zwrotnych po ich działaniach, aby móc je klasyfikować i uczyć się od nich. BionicSoftHand wykorzystuje metodę uczenia wzmacniającego.

Oznacza to: Zamiast naśladować konkretne działanie, ręka otrzymuje jedynie cel. Wykorzystuje metodę prób i błędów, aby osiągnąć swój cel. Na podstawie otrzymanych opinii stopniowo optymalizuje swoje działania, aż zadanie zostanie ostatecznie pomyślnie rozwiązane.

W szczególności BionicSoftHand powinien obrócić sześciokątny sześcian, aby wcześniej zdefiniowany bok skierowany był w górę na końcu. Niezbędna strategia ruchu jest nauczana w środowisku wirtualnym za pomocą cyfrowego bliźniaka, który jest tworzony za pomocą danych z kamery wykrywającej głębię za pomocą wizji komputerowej i algorytmów sztucznej inteligencji.

Proporcjonalne zawory piezo do precyzyjnego sterowania

Aby utrzymać wysiłek związany z rurowaniem BionicSoftHand na jak najniższym poziomie, programiści zaprojektowali specjalnie mały, sterowany cyfrowo wyspę zaworową, która jest montowana bezpośrednio na dłoni. Oznacza to, że rurki do sterowania palcami chwytającymi nie muszą być przeciągane przez całe ramię robota. Dzięki temu BionicSoftHand można szybko i łatwo podłączyć i obsługiwać tylko jedną rurką dla powietrza nawiewanego i wywiewanego. Dzięki zastosowanym proporcjonalnym zaworom piezo można precyzyjnie kontrolować ruchy palców.

Coraz częściej odsuwa się na bok ścisłe oddzielenie pracy ręcznej pracownika fabryki od zautomatyzowanych działań robota. Ich zakresy pracy nakładają się i łączą w przestrzeń do współpracy. W ten sposób człowiek i maszyna będą mogli pracować jednocześnie nad tym samym przedmiotem obrabianym lub elementem w przyszłości - bez konieczności wzajemnej ochrony ze względów bezpieczeństwa.

BionicSoftArm to kompaktowy dalszy rozwój BionicMotionRobot Festo, którego zakres zastosowań został znacznie rozszerzony. Jest to możliwe dzięki modułowej budowie: można go łączyć z maksymalnie siedmioma segmentami mieszków pneumatycznych i napędami obrotowymi. Gwarantuje to maksymalną elastyczność pod względem zasięgu i mobilności, dzięki czemu może w razie potrzeby omijać przeszkody nawet w ciasnych przestrzeniach. Jednocześnie jest całkowicie elastyczny i może bezpiecznie pracować z ludźmi. Dzięki BionicSoftArm możliwa jest bezpośrednia współpraca człowieka z robotem, a także jej wykorzystanie w klasycznych aplikacjach SCARA, takich jak zadania pick-and-place.

Elastyczne możliwości aplikacji

Modułowe ramię robota może być wykorzystywane do wielu różnych zastosowań, w zależności od konstrukcji i zamontowanego chwytaka. Dzięki elastycznej kinematyce BionicSoftArm może bezpośrednio i bezpiecznie wchodzić w interakcje z ludźmi. Jednocześnie kinematyka ułatwia dostosowanie się do różnych zadań w różnych lokalizacjach w środowiskach produkcyjnych: eliminacja kosztownych urządzeń bezpieczeństwa, takich jak klatki i bariery świetlne, skraca czas konwersji, a tym samym umożliwia elastyczne stosowanie - całkowicie zgodnie z adaptacyjnym i ekonomiczna produkcja

BionicFinWave: Podwodny robot z unikalnym napędem płetw

Natura uczy nas imponująco, jak powinny wyglądać optymalne układy napędowe dla określonych ruchów pływackich. Aby ruszyć naprzód, płetwy morskie i sepia wytwarzają ciągłą falę z płetwami, która przesuwa się na całej długości. W BionicFinWave zespół bioniki został zainspirowany tym pofalowanym ruchem płetwy. Falistość popycha wodę do tyłu, tworząc ciąg do przodu. Ta zasada umożliwia BionicFinWave manewrowanie do przodu lub do tyłu przez system rur akrylowych.

Dwie boczne płetwy są całkowicie odlane z silikonu i nie wymagają rozpórek ani innych elementów podtrzymujących. Dwie płetwy są przymocowane po lewej i prawej stronie dziewięciu małych ramion dźwigni, które z kolei są napędzane przez dwa serwosilniki. Dwa sąsiednie wały korbowe przenoszą siłę na dźwignie, dzięki czemu oba żebra można przesuwać indywidualnie, aby wygenerować różne wzory wałków. Nadają się szczególnie do powolnej i precyzyjnej lokomocji i wirowania mniejszej ilości wody niż na przykład napęd śrubowy. Przegub Cardana znajduje się pomiędzy każdym segmentem dźwigni, aby zapewnić elastyczność wałów korbowych. W tym celu wały korbowe, w tym przeguby i korbowód, są wykonane z tworzywa sztucznego w jednym kawałku za pomocą procesu drukowania 3D.

Inteligentna interakcja szerokiej gamy komponentów

Pozostałe elementy w ciele BionicFinWave są również drukowane w 3D, co umożliwia przede wszystkim jego złożone geometrie. Ze swoimi wnękami działają jak jednostki flotacyjne. Jednocześnie cała technologia sterowania i regulacji jest wodoszczelna, bezpiecznie instalowana i synchronizowana w bardzo ciasnej przestrzeni.