2017年5月19日 星期五

.德國 Festo 再出 3 款機器人:觸手、象鼻、手臂

Festo – BionicCobot (English)







來源: 智東西



三月下旬時,德國自動化技術商Festo(費斯托)在德國斯圖加特上推出了三款來自Festo仿生學習網路(Bionic Learning Network)的仿生機器人——靈感分別源自於章魚觸手、象鼻、和人類手臂。其中Octopus Gripper(章魚)項目是Festo與中國北京航空航天大學合作的成果,這也是Festo仿生學習網路,首次與亞洲的大學展開合作。


費斯托成立於1925年,屬自動化技術領域的領先廠商,同時提供工業基礎和高級技術訓練服務;不過在科技圈,更受業內關注的,還是它的各類酷炫仿生機器人(如海鷗、蜻蜓、袋鼠、螞蟻、蝴蝶等),有媒體早期曾進行過相關報導。

Octopus Gripper-章魚觸手

章魚是一種迷人的海洋生物,沒有骨骼,幾乎完全以柔軟的肌肉組成,章魚能夠在水下自如地移動,其觸手非常靈活和自如,可敏捷地抓捕不同形狀、不同尺寸的各種生物如貝類、魚類、蟹類甚至鯊魚。

德国Festo再出3款机器人:触手、象鼻、手臂

OctopusGripper是由氣動的軟矽膠結構構成。接通壓縮空氣後,觸角將向內彎曲,並可根據各自外形,輕柔地包裹抓取物體。如同其自然原型一樣,矽觸角的內側安裝有兩排吸盤。

位於抓手頂端的小型吸盤被動發揮作用,而在較大的吸盤上則可以應用真空,以牢固地抓住物體。由此將吸附與纏繞兩種方式結合,實現對多種不同形狀、不同尺寸、不同擺放姿態物體的安全、無損、穩定抓持。

相比傳統剛性體機器人,仿生軟體觸手具備的柔性抓取特性,使其可以更加高效、安全地與人類和自然界進行交互。

該項目由Festo與中國北京航空航天大學文力副教授,及其實驗室團隊歷時一年半合作完成。對此次合作,文力副教授表示:「仿生軟體機器人是一項集材料、力學、生物學、自動化等多學科的交叉研究,也是目前國際學術界的先進研究熱點。其未來應用除了工業抓持,還可以應用到家庭服務、醫療康復、智慧穿戴等多個領域。」

Bionic Motion Robot-象鼻+章魚觸鬚
Bionic Motion Robot,從象鼻和章魚觸鬚的運動中獲得啓發,採用了柔性氣動波紋管結構,和相應的閥和控制技術,能毫不費力地模仿這兩種原型的動作。

氣動輕型機器人擁有十二個自由度,這種仿生手臂的負載能力為三公斤– 與本身重量相當。敏感、柔和、強大。

德国Festo再出3款机器人:触手、象鼻、手臂

波紋管由堅固的彈性體構成。每個均由獨特的3D紡織面料包裹,與章魚觸鬚的肌纖維類似,得益於這一創新纖維技術,波紋管結構,能夠向所需運動方向進行伸展,同時在另一個方向上受限,首次能最大限度釋放可用力。

Bionic Motion Robot的手臂由三個基礎節段構成,每段均由四個氣動波紋管驅動。Festo Motion Terminal(Festo數位控制終端)負責十二個柔性波紋管結構的複雜控制和調節任務。

安裝在系統縱軸的光學外形感測器,辨識整體運動裝置的位置、形狀和互動。透過這種模組化設計,機器人手臂,可在三個不同的方向上同時彎曲,並流暢地對其生物學原型的自然運動予以轉化。

柔性運動裝置概念,以2010年的仿生搬運助手為基礎,後者以其安全可靠的人機合作特點,榮獲德國未來獎。

Bionic Cobot-人類手臂
Bionic Cobot運動方式以人類手臂為原型,整個結構包括肩膀、上臂、肘、橈骨和尺骨以及爪手。該機器人有七個關節,每個關節都利用了二頭肌和三頭肌的自然工作機制 – 伸屈肌群,高效率的相互作用。藉此,這個機器人可實現非常精細的動作,跟人的手臂功能無異。


德国Festo再出3款机器人:触手、象鼻、手臂

BionicCobot可以進行精細調節,動作可充滿力量、敏捷,或敏感柔和、一觸即收;因此該系統即使與人發生碰撞,也不會危及人身安全。

這種特性的實現要歸功於Festo Motion Terminal(數位控制終端),這是一種氣動自動化平台,在小空間中,整合了高精度機械元件、感測器、複雜的控制和測量技術。

取決於待執行的工作, BionicCobot 能配備多種不同的抓取系統。透過特別開發的圖形用戶介面,可直觀地進行操作:用戶可示教Bionic Cobot 需要執行的動作,配置相應的參數。

設置的工序可用拖拽功能,複製到工序排序介面中,可實現任意運動順序。整個運動順序在聯機設定時,機器人會同步完成動作。平板電腦和Festo Motion Terminal(數位控制終端)之間的接口,是機器人操作系統( ROS)平台,可計算動態路徑規劃。


Festo仿生學習網路在世界上享有盛譽,透過與世界著名大學、研究機構和開發型企業合作,在過去10餘年研製出一系列聞名世界的仿生機器人,如智慧飛鳥,仿生蝴蝶,仿生袋鼠等。有人可能會好奇,為什麼Festo要做這些機器人,能靠這個賺錢?並不是。

作為工業自動化技術領域的全球領先廠商,2016年Festo集團銷售額約為27億歐元,在全球250個國家和地區有18,700名員工(在亞洲的中國有約2,000名員工)。

Festo仿生學習網路的目標,是借助仿生學,讓自動化運動過程更具效率和成效,為自動化世界提供源源不斷的靈感。


                                                                                                                                                                                                                 


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