Pneumatická robotika spoločnosti Festo spĺňa umelú inteligenciu

Spoločnosť Festo bude predvádzať pneumatickú robotickú ruku BionicSoftHand na veľtrhu v Hannoveri 2019. V spojení s pneumatickým ľahkým robotom BionicSoftArm sú tieto koncepcie budúcnosti vhodné pre spoluprácu človek-robot.

Zariadenie BionicSoftHand je ovládané pneumaticky, takže môže bezpečne a priamo komunikovať s ľuďmi. Na rozdiel od ľudskej ruky nemá BionicSoftHand žiadne kosti. Jeho prsty pozostávajú z pružných vlnovcových štruktúr so vzduchovými komorami. Vlnovce sú v prstoch uzavreté špeciálnym 3D textilným plášťom pleteným z elastických i vysokopevnostných nití. S pomocou textilu je možné presne určiť, kde štruktúra rozširuje a generuje energiu a kde sa nemôže rozširovať. Vďaka tomu je ľahký, flexibilný, prispôsobivý a citlivý, napriek tomu je schopný vyvinúť silné sily.

Umela inteligencia

Metódy učenia sa strojov sú porovnateľné s metódami u ľudí: buď pozitívne alebo negatívne - vyžadujú spätnú väzbu po ich činnosti, aby sa od nich dali klasifikovať a učiť sa. BionicSoftHand používa metódu zosilnenia učenia.

To znamená: Namiesto napodobňovania konkrétnej akcie je ruke daný iba cieľ. Na dosiahnutie svojho cieľa používa metódu pokusov a omylov. Na základe prijatej spätnej väzby postupne optimalizuje svoje činnosti, až kým nebude úloha úspešne vyriešená.

Konkrétne by mal BionicSoftHand otáčať 12-strannou kockou tak, aby predtým definovaná strana smerovala nahor na konci. Potrebná pohybová stratégia sa vyučuje vo virtuálnom prostredí pomocou digitálneho dvojča, ktoré sa vytvára pomocou údajov z kamery hĺbkového snímania prostredníctvom počítačového videnia a algoritmov umelej inteligencie.

Proporcionálne piezo ventily pre presné ovládanie

Aby bola snaha o čo najmenšiu snahu o hadičky hadičiek BionicSoftHand, vývojári špeciálne navrhli malý, digitálne riadený ventilový terminál, ktorý je namontovaný priamo na ruke. To znamená, že rúrky na ovládanie uchopovacích prstov nemusia byť ťahané cez celé rameno robota. Zariadenie BionicSoftHand tak môže byť rýchlo a ľahko spojené a prevádzkované iba s jednou trubicou pre prívod a odvod vzduchu. Použitím proporcionálnych piezo ventilov je možné presne regulovať pohyby prstov.

Prísne oddelenie manuálnej práce pracovníka z továrne od automatizovaných činností robota sa čoraz viac ruší. Ich pracovné rozsahy sa prekrývajú a spájajú do spoločného pracovného priestoru. Týmto spôsobom budú môcť človek a stroj v budúcnosti simultánne spolupracovať na tom istom obrobku alebo komponente - bez toho, aby boli z bezpečnostných dôvodov navzájom chránení.

BionicSoftArm je ďalší kompaktný vývoj BionicMotionRobot spoločnosti Festo, ktorého rozsah aplikácií sa výrazne rozšíril. Je to možné vďaka jeho modulárnej konštrukcii: môže sa kombinovať až so siedmimi pneumatickými vlnovými segmentmi a rotačnými pohonmi. Tým je zaručená maximálna flexibilita, pokiaľ ide o dosah a pohyblivosť, čo v prípade potreby umožňuje obísť prekážky aj v najužších priestoroch. Zároveň je úplne flexibilný a môže bezpečne pracovať s ľuďmi. S BionicSoftArm je možná priama spolupráca medzi človekom a robotom, ako aj jej použitie v klasických aplikáciách SCARA, ako sú úlohy typu pick-and-place.

Flexibilné možnosti použitia

Modulárne rameno robota môže byť použité pre široké spektrum aplikácií, v závislosti od konštrukcie a namontovaného chápadla. Vďaka svojej flexibilnej kinematike môže BionicSoftArm interagovať priamo a bezpečne s ľuďmi. Kinematika jej zároveň uľahčuje prispôsobenie sa rôznym úlohám na rôznych miestach vo výrobných prostrediach: eliminácia nákladných bezpečnostných zariadení, ako sú klietky a svetelné bariéry, skracuje dobu premeny a umožňuje tak flexibilné použitie - úplne v súlade s prispôsobivými a ekonomická výroba

BionicFinWave: Podvodný robot s jedinečným pohonom plutiev

Príroda nás pôsobivo učí, ako by mali vyzerať optimálne jazdné systémy pre určité pohyby plávania. Aby sa posunul vpred, morský planár a sépia vytvárajú so svojimi plutvami súvislú vlnu, ktorá postupuje po celej svojej dĺžke. Pre BionicFinWave bol tím bionických tímov inšpirovaný týmto zvlneným pohybom plutiev. Zvlnenie tlačí vodu dozadu a vytvára predný ťah. Tento princíp umožňuje systému BionicFinWave manévrovať dopredu alebo dozadu cez systém akrylových trubíc.

Jeho dve bočné rebrá sú úplne odlievané zo silikónu a nevyžadujú vzpery ani iné podporné prvky. Dve rebrá sú pripevnené k ľavej a pravej strane deviatich malých pákových ramien, ktoré sú zase poháňané dvoma servomotormi. Dva susedné kľukové hriadele prenášajú silu na páky, takže sa môžu dve rebrá pohybovať jednotlivo, aby sa vytvorili rôzne vzory hriadeľov. Obzvlášť sú vhodné na pomalú a presnú pohyblivosť a víria menej vody ako napríklad skrutkový pohon. Kardanový kĺb je umiestnený medzi každým segmentom páky, aby sa zaistilo, že kľukové hriadele sú ohybné. Na tento účel sú kľukové hriadele vrátane kĺbov a ojnice vyrobené z plastu v jednom kuse pomocou procesu 3D tlače.

Inteligentná interakcia širokej škály komponentov

Zostávajúce prvky v tele BionicFinWave sú tiež tlačené v 3D, čo umožňuje predovšetkým jeho zložité geometrie. Svojimi dutinami pôsobia ako flotačné jednotky. Zároveň sú všetky riadiace a regulačné technológie vodotesné, bezpečne nainštalované a synchronizované vo veľmi tesnom priestore.