Пневматическая робототехника Festo встречает искусственный интеллект

Festo продемонстрирует руку пневматического робота BionicSoftHand на Ганноверской ярмарке 2019. В сочетании с BionicSoftArm, легким пневматическим роботом, эти концепции будущего подходят для совместной работы человека и робота.

BionicSoftHand имеет пневматическое управление, так что он может безопасно и напрямую взаимодействовать с людьми. В отличие от человеческой руки, BionicSoftHand не имеет костей. Его пальцы состоят из гибких сильфонных структур с воздушными камерами. Сильфоны заключены в пальцы специальным трехмерным текстильным покрытием из эластичных и высокопрочных нитей. С помощью текстиля можно точно определить, где структура расширяется и генерирует энергию, и где она не может расширяться. Это делает его легким, гибким, адаптируемым и чувствительным, но при этом способным оказывать сильные силы.

Искусственный интеллект

Методы обучения машинам сравнимы с методами человека: либо положительными, либо отрицательными - они требуют обратной связи после своих действий, чтобы классифицировать и учиться на них. BionicSoftHand использует метод обучения подкрепления.

Это означает: вместо того, чтобы подражать определенному действию, рука просто получает цель. Он использует метод проб и ошибок, чтобы достичь своей цели. На основе полученных отзывов он постепенно оптимизирует свои действия до тех пор, пока задача не будет успешно решена.

В частности, BionicSoftHand должен вращать 12-сторонний куб, чтобы ранее определенная сторона указывала вверх в конце. Необходимая стратегия движения преподается в виртуальной среде с помощью цифрового близнеца, который создается с помощью данных с глубинной камеры с помощью компьютерного зрения и алгоритмов искусственного интеллекта.

Пропорциональные пьезоклапаны для точного управления

Чтобы удерживать усилие трубопровода BionicSoftHand как можно ниже, разработчики специально разработали небольшой пневмоостров с цифровым управлением, который монтируется непосредственно на руке. Это означает, что трубки для управления захватными пальцами не нужно протягивать через всю руку робота. Таким образом, BionicSoftHand можно быстро и легко подключить и использовать только одну трубку для подачи и вытяжки воздуха. При использовании пропорциональных пьезоклапанов движения пальцев можно точно контролировать.

Строгое разделение между ручной работой заводского рабочего и автоматизированными действиями робота все больше откладывается. Их рабочие диапазоны перекрываются и объединяются в совместное рабочее пространство. Таким образом, человек и машина смогут одновременно работать вместе на одной и той же детали или компоненте в будущем - без необходимости экранирования друг от друга по соображениям безопасности.

BionicSoftArm представляет собой компактную дальнейшую разработку BionicMotionRobot от Festo, чья область применения была значительно расширена. Это стало возможным благодаря модульной конструкции: его можно комбинировать с семью пневматическими сильфонными сегментами и поворотными приводами. Это гарантирует максимальную гибкость с точки зрения досягаемости и мобильности, что позволяет ему обходить препятствия даже в самых узких местах, если это необходимо. В то же время он полностью гибкий и может безопасно работать с людьми. С BionicSoftArm возможно прямое сотрудничество между человеком и роботом, а также его использование в классических приложениях SCARA, таких как задачи поиска и размещения.

Гибкие возможности применения

Модульный манипулятор робота может использоваться для самых разных применений, в зависимости от конструкции и установленного захвата. Благодаря гибкой кинематике, BionicSoftArm может напрямую и безопасно взаимодействовать с людьми. В то же время кинематика облегчает адаптацию к различным задачам в различных местах в производственных условиях: устранение дорогостоящих защитных устройств, таких как клетки и световые барьеры, сокращает время преобразования и, таким образом, обеспечивает гибкое использование - полностью в соответствии с адаптивным и экономное производство

BionicFinWave: подводный робот с уникальным плавником

Природа внушительно учит нас, как должны выглядеть оптимальные системы привода для определенных плавательных движений. Чтобы двигаться вперед, морской планарий и сепия создают непрерывную волну с плавниками, которая продвигается по всей их длине. Для BionicFinWave команда биоников была вдохновлена этим волнообразным движением плавников. Волнистость толкает воду назад, создавая прямую тягу. Этот принцип позволяет BionicFinWave маневрировать вперед или назад через систему акриловых трубок.

Его два боковых ребра полностью отлиты из силикона и не требуют распорок или других опорных элементов. Два ребра прикреплены слева и справа от девяти небольших рычагов, которые, в свою очередь, приводятся в действие двумя серводвигателями. Два соседних коленчатых вала передают усилие на рычаги, так что два ребра могут перемещаться по отдельности для создания разных схем валов. Они особенно подходят для медленного и точного передвижения и вращают меньше воды, чем, например, винтовой привод. Карданный шарнир расположен между каждым сегментом рычага, чтобы обеспечить гибкость коленчатых валов. Для этого коленчатые валы, в том числе шарниры и шатун, изготовлены из пластика в виде одной детали с использованием процесса 3D-печати.

Интеллектуальное взаимодействие широкого спектра компонентов

Остальные элементы в корпусе BionicFinWave также напечатаны на 3D-принтере, что позволяет создавать сложные геометрические элементы. С их полостями они действуют как флотационные единицы. В то же время вся технология управления и регулирования водонепроницаема, надежно установлена и синхронизирована в очень ограниченном пространстве.