| 深度解密FESTO電磁閥發(fā)布的三款仿生機(jī)器人
自然界的各種生物都有其*的本,才能在復(fù)雜的環(huán)境中生存下來(lái),比如蟻群的組織協(xié)調(diào)能力,蝴蝶飛行中互相通信的能力。不過(guò),德國(guó)的自動(dòng)化公司FESTO電磁閥的研究人員卻從它們身上得到靈感,在日前的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上展出了新設(shè)計(jì)的三款仿生機(jī)器人。
FESTO電磁閥公司的三件產(chǎn)品是螞蟻機(jī)器人、蝴蝶機(jī)器人和依照變色龍舌頭制作的機(jī)械手臂。而設(shè)計(jì)它們的目的是為了解決機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中出現(xiàn)的協(xié)調(diào)和組織難題。
“通過(guò)這些產(chǎn)品,我們希望展示創(chuàng)新的概念如何促進(jìn)未來(lái)的工作,自然界的科學(xué)原理如何提高",FESTO電磁閥公司的發(fā)言人表示。
螞蟻機(jī)器人的靈感源自蟻群內(nèi)的等化和組織性,它們能夠根據(jù)共同目標(biāo)行動(dòng)的螞蟻機(jī)器人,模仿真實(shí)螞蟻的合作行為,讓它們完成個(gè)體無(wú)法勝任的工作,比如,移動(dòng)大塊物件。“以它們的自然原型為榜樣,這些仿生螞蟻根據(jù)清晰規(guī)則,共同協(xié)作。他們彼此交流,相互合作,共動(dòng)。這些智能螞蟻?zhàn)C明了作為部件的個(gè)體如何能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)合作,完成復(fù)雜的任務(wù)。",發(fā)言人說(shuō)。
目前,公司了少12只螞蟻機(jī)器人。螞蟻機(jī)器人長(zhǎng) 13.5厘米,重約 105 克,主體由激光燒結(jié)(3D 打?。┒?,頭部安裝有 3D 立體相機(jī),觸須可作為充電裝置使用。其身體下方的光感器(類似鼠標(biāo))識(shí)別地面紅外線標(biāo)記進(jìn)行方向?qū)Ш?,自帶相機(jī)也可對(duì)地標(biāo)定位。環(huán)繞身體的條紋,并不是裝飾,而是3D打印上去的電路。胸部?jī)?nèi)置了個(gè)光電鼠標(biāo)傳感器以便位置追蹤。螞蟻肢體是六個(gè)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(actuator ),能夠?qū)崿F(xiàn)快速、地彎曲,并讓螞蟻保持步伐緊湊,非常節(jié)能。當(dāng)前,將壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用到如此微小機(jī)器人的很罕見(jiàn)。
發(fā)言人表示,螞蟻機(jī)器人的通信網(wǎng)絡(luò)使它們從上控制系統(tǒng)獲得指令的同時(shí),還能互相協(xié)作。就如群螞蟻,不僅可以步調(diào)致地行動(dòng),而每只仍有自主性。這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用就能滿足顧客的個(gè)性化需求。
他們?nèi)绾螀f(xié)動(dòng)的呢?螞蟻的眼睛,其實(shí)是部攝像頭的兩部分, 根據(jù)攝像頭提供的空間信息,螞蟻移動(dòng)位置、鎖定并抓任務(wù)目標(biāo)。 他們像「 千禧代」樣,進(jìn)行無(wú)線交流,同時(shí),地板上的傳感器也幫助他們「體察」周圍環(huán)境。
提的是,F(xiàn)esto借助MID(模塑互聯(lián)設(shè)備技術(shù))打造出微型機(jī)器人,3D-MID技術(shù)可以在長(zhǎng)度僅為13.5厘米的螞蟻上實(shí)現(xiàn)所有機(jī)械與電子功能,并相互匹配。對(duì)于Festo而言,這種技術(shù)為未來(lái)自動(dòng)化技術(shù)以及未來(lái)系統(tǒng)應(yīng)用提供了巨大潛力。
FESTO電磁閥公司以生物為靈感制造的飛行機(jī)器人已經(jīng)有不少,eMotionButterflies 算是其中zui漂亮的種。每只 eMotionButterflies 仿生蝴蝶都是自主的,獨(dú)立的可操控翅膀?qū)崿F(xiàn)自我引導(dǎo)飛行。
蝴蝶機(jī)器人同樣模擬了蝴蝶間的協(xié)作。臺(tái)主機(jī)就像機(jī)場(chǎng)的空管人員,為每只蝴蝶機(jī)器人安排飛行線路。其原理是,在特定空間內(nèi),借助紅外攝像機(jī)對(duì)蝴蝶進(jìn)行實(shí)時(shí)感測(cè)定位,攝像機(jī)將位置數(shù)據(jù)傳輸計(jì)算機(jī)以調(diào)整蝴蝶的運(yùn)動(dòng)軌跡,避免碰撞。
仿生蝴蝶展翼長(zhǎng)度 50厘米,身體重量?jī)H為32克,雙翼各配備微型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。其翅膀每秒擺動(dòng) 1到2 次,次充電 15 分鐘可飛行 3到4 分鐘,速度可達(dá) 2.5 米/秒。
除此之外,每只仿生蝴蝶還配備有慣性測(cè)量裝置,加速度計(jì),陀螺儀,指南針以及兩個(gè) 90 毫安時(shí)鋰電池。羅列的裝置很多,但 eMotionButterflies 外觀上跟真正的蝴蝶十分相似,飄逸靈動(dòng)的飛行姿態(tài)更讓人嘖嘖稱奇。
仿生蝴蝶飛行過(guò)程中運(yùn)用到技術(shù)其實(shí)并不難理解,在特定空間內(nèi)借助紅外攝像機(jī)對(duì)蝴蝶進(jìn)行實(shí)時(shí)感測(cè)定位,攝像機(jī)將位置數(shù)據(jù)傳輸計(jì)算機(jī)以調(diào)整蝴蝶的運(yùn)動(dòng)軌跡,避免碰撞。
“雖然不能期望我們的蝴蝶馬上就能在里飛來(lái)飛去,但它們之間的通信網(wǎng)絡(luò)將來(lái)可運(yùn)用于的后勤組織和監(jiān)控系統(tǒng)",F(xiàn)esto公司發(fā)言人表示。