Společnost Festo představila opět několik nových robotických technologických novinek, které vychází z konstrukce přírody. Jak vypadá robotický motýl, mravenec nebo univerzální chapadlo?
Společnost Festo není v oblasti robotiky žádným nováčkem, průmyslovou automatizací se zabývá už od roku 1923. V posledních letech je ale výjimečná tím, že vyvíjí různé formy robotů, které jsou konstrukcí inspirované přírodou.
TIP: Festo a jeho robotické stroje kopírují přírodu
V minulosti jsme tak mohli vidět SmardBird, který létá jako pták pomocí křídel, robotický chobot nebo třeba robotického klokana. Tentokrát jsou venku další novinky, takže se na ně podrobně podíváme.
BionicANT: mravenci s umělou inteligencí
Cílem projektu BionicANT (Bionic Autonomous Networking Technologies) bylo vytvořit robotické mravence, kteří budou moci fungovat společně na konkrétním úkolu. Zkrátka podobně jako v přírodě, kde mravenci dokáží spoluprací přenášet i obrovské předměty na větší vzdálenosti, případně napadnout a zabít i mnohem většího nepřítele. Jeden mravenec přitom dokáže přenést až stokrát těžší objekt než je on sám.
BionicANT je robotický mravenec, který dokáže spolupracovat
Základní kostra robotických mrevenců byla vytištěná na 3D tiskárně, o přesný pohyb nohou se starají piezo-keramické motorky s minimální spotřebou energie. K navádění pak slouží 3D kamera a optický laser pro sledování pohybu vůči ploše. Mravenci mezi sebou komunikují bezdrátově pomocí Wi-Fi.
Nízká hmotnost je základ, čipy a spoje jsou tak přímo na konstrukci
Na videu se můžete podívat, jak to celé funguje. Trojice robotických mravenců společně detekuje objekt a pak ho dohromady přemístí.
eMotionButterflies: létající motýlí stroje
Festo už má poměrně velké zkušenosti s výrobou robotů, kteří lítají jako ptáci, využívají tak k letu pouze křídla, žádné vrtulky. Konstrukce tak musí být velmi úsporná a lehká, tvar aerodynamický a co možná nejefektivnější pro let. Předchozí létající robotický pták ale nebyl zrovna malý, byl ale vyroben s ultralehkého materiálu a jeho křídla byly velké plachty.
Poletujcí motýli? Ne, jde o roboty
S roboty kopírující motýly ale Festo představuje miniaturní létající roboty, kteří navíc dokážou společně komunikovat, byť trochu jinak než u zmíněných mravenců. Samotné tělo robotického motýla (podobně jako toho přírodního), je oproti křídlům velmi malé a lehké.
Detail robotického motýla s hmotností pouze 32 g
Uvnitř těla se kromě miniaturní baterie s kapacitou 90 mAH pro tři až čtyři minuty letu nachází řadiče ATxmega32e5, ATmega328, dva servomotorky Mark Star, gyroskop, akcelerometr a kompas pro měření pohybu a také dva radiové moduly. Na těle jsou i dvě infračervené LED pro snímání externí kamerou.
O výpočet letu se stará externí počítač, který motýli sleduje pomocí infrakamery a přes radiový signál posílá instrukce pro servomotorky křídel
Externí počítač s deseti infračervenými kamerami totiž v rámci 160 snímků za sekundu sleduje pozice všech motýlů a zajišťuje, aby se při letu nikdy nesrazili. Bezdrátově tak posílá signály pro ovládání servomotorků.
Jeden robotický motýl má rozpětí křídel jen 50 cm a jeho hmotnost je pouze 32 g. Frekvence máchání křídel je 1 až 2 Hz a maximální rychlost letu je až 2,5 m/s.
FlexShapeGripper po vzoru jazyka chameleona
U chameleona, konkrétně u jeho jazyka, se nechali inspirovat inženýři Festa pro tvorbu lapače, který dokáže jemně uchopit takřka jakýkoli objekt. Nejedná se o žádné složité robotické prsty nebo tyčky,
S FlexShapeGripperem se Festo poučilo u chameleona
FlexShapeGripper je schopen uchopit různé objekty vyrobené z různých materiálů – může jít o pevné a těžké kovové věci nebo naopak lehké a křehké, jako třeba brýle. To vše bez toho, aniž by bylo nutné cokoli nastavovat z pohledu hardwaru nebo softwaru. Technologie funguje na bázi stlačeného vzduchu, vody a elastického silikonu.
Křehké nebo pevné a těžké věci? Ani jedno není problém
Při uchycení se silikonový povrch, který je uvnitř naplněn vodou, rozprostře kolem objektu a po zablokování tlaku zůstane perfektní tvar, který drží daný objekt. Výhodou je, při držení už není potřeba žádná energie, která je tak nutná pouze pro uchycení a uvolnění. Díky tomuto systému je také možné uchopit i několik předmětů najednou, což je prezentováno například na několika kuličkách.
FlexShapeGripper je schopen uchopit i zcela plochy předmět a vzhledem k univerzálnosti to vypadá, že bychom mohli mít ideální technologii pro ruce budoucích robotů.
SupraMotion 3.0 aneb supravodivost v průmyslovém použití
Pokročilá výroba budoucnosti bude vyžadovat i technologie, které umožní pohybovat objekty bez toho, aniž by se museli něčeho dotýkat. Případně budou ve vakuu, chemických sloučeninách a podobných místech, kde žádné stroje nepůjde použít nebo to nebude použitelné.
Složení sytému SupraMotion 3.0, tvary ale mohou být různé
Technologie SupraMotion 3.0 využívá supravodivost a zamknutí magnetického pole permanentního magnetu pro reálné použití při výrobě. Systém je složen z permanentního magnetu, který generuje magnetické pole a supravodiče, který je pomocí elektrického chlazení se spotřebou 80 W ochlazen na -180 stupňů Celsia. Stačí tak s externí destičkou nastavit konkrétní vzdálenost, ve které má být nad permanentním magnetem (v rámci několika jednotek milimetrů) a po ochlazení zůstane zablokován v dané vzdálenosti.
Ani rotujcí věci nejsou problém
Vše lze nakonfigurovat i přes pevnou překážku a různé materiály, chemikálie nebo i vakuum. Pro stálé udržení je tak potřeba pouze 80 W na jeden supravodivý krystal, přičemž i v případě výpadku energie zůstane efekt k dispozici několik minut.
Přehled možných použití
Festo pomocí technologie SupraMotion 3.0 představilo několik unikátních použití, které se současnými stroji a konstrukcemi nejsou možné – ať už jde o různé systémy pro bezdotykový přesun nebo rotující a bezkontaktní rotující hřídel a podobně. Možnosti využití takové technologie jsou obrovské a týkají se především náročných věcí, které kvůli současným strojům nelze ani vyrobit.