Elképesztő robotállatokat gyárt egy német vállalat
A bionikus pókok, halak és madarak kiválóan utánozzák az élő állatok mozgását
Az 1925-ben, még a Weimari Köztársaságban alapított Festo AG & Co. KG-repertoárjában szerepelnek halak, pókok, denevérek, bionikus kenguru és más úszó, repülő és szárazföldi élőlény. A vállalat imázsvideójában egészen szürreális látványt nyújtanak az épületből kirepülő, a folyosókon vagy az udvaron szabadon közlekedő teremtmények.
A Festo pneumatikus hajtástechnikával és ipari automatizálással foglalkozó, világméretű német vállalatcsoport, melynek székhelye Esslingen am Neckarban található. Egyik különlegessége, hogy árbevétele 8,5%-át kutatásra és fejlesztésre költi, és az oktatás területén is vezető szerepre tör. A Festo-csoporthoz 61 önálló vállalat tartozik – többek között a magyar Festo-AM Kft. is, mely több mint 30 éve van jelen a hazai piacon, és a központhoz hasonlóan részt vesz a műszaki oktatásban is, például duális OKJ képzésével. A Festo termékei között ugyanúgy szerepelnek víz- és hőálló csövek vagy éppen golyószelepek, mint komplex digitális pneumatikai és kezelőrendszerek.
A természet inspirálja a legkorszerűbb robotállatokat
A termékek értékesítésénél sokkal érdekesebb azonban, amivel a vállalat kutatói foglalkoznak: a bionikus robotokkal. A Festo robotjai nemcsak állatként mozognak és viselkednek, hanem külalakjukban is meglepő hasonlóságot mutatnak a valódi állatokkal. A bionikus hangyák sztereo kameráikkal figyelik az előttük lévő teret, csápjaikat a töltőhöz érintve pedig bármikor képesek energiát nyerni; a bionikus pillangók kék szárnya pedig olyan élethűre sikerült, hogy akár az igazi lepkék között is elvegyülhetne a robot.
A Festo által készített denevér a BionicFlyingFox, mely gyakorlatilag egy ultrakönnyű repülő objektum intelligens kinematikai rendszerrel, 2018-ban mutatkozott be az IEEE Spectrumban. A 87 cm hosszú, mindössze 580 grammos szerkezet szárnya kétrétegnyi légmentesen záródó fóliából és a közéjük helyezett elasztánszövetből áll, és ezeket körülbelül 45 000 ponton illesztik össze. Rugalmassága következtében az anyag szinte mindig tökéletesen sima marad, még akkor is, amikor a szárnyak visszahúzódnak. Méhsejtszerű szerkezete megakadályozza a repedések és lyukak további tágulását és nagyobb szakadások kialakulását. Ez azt jelenti, hogy a BionicFlyingFox még akkor is tovább repülhet, ha a szövet kisebb sérüléseket szenved.
A 2020-as év nagy dobása a madarak mozgását tökéletesen imitáló bionikus madár volt, amiről a New Technology magazin már korábban beszámolt.
A repülő pingvin, a pillangó és a medúza fejlesztésekor a legfőbb cél az energiatakarékos működés és a kommunikáció volt. A pingvin és a medúza szuperkönnyű anyagból készül, mindkét robot akkumulátora kicsi és könnyű, az „állatok” 2-3 órán keresztül tudnak a levegőben maradni. A pillangók kommunikációját egy kamerarendszer segíti, mellyel egy teremben akár tíz egyed is irányítható anélkül, hogy összeütköznének.
Bionikus kobotból készült munkaállomás
A kobotok olyan robotok, melyek az emberi munkaerővel együttműködve használhatók fel különböző feladatokra (collaboration robot = cobot). A kobotokat sokan tartják az ipar 5.0 előfutárainak, mivel nem igényelnek elkülönített munkaterületet. Ez persze rengeteg munkavédelmi és jogi problémát vet fel, emiatt a kobotok felhasználása még nem terjedhet el.
A Festo nem egyszerűen egy működőképes, biztonságos kobotot hozott létre, hanem egy egész munkaállomást is, mellyel az egyszerűen BionicCobot névre keresztelt robotkar könnyedén használható.
Az egész munkaállomást az ergonómiai szempontok figyelembevételével tervezték meg, és teljes egészében személyre szabható. A munkavállaló látómezőjének középpontjában egy nagy vetítővászon található, melynek tartalma dinamikusan reagál a változó követelményekre, és releváns információkkal látja el a dolgozót. A vetítővászon körül különféle érzékelők és kamerarendszerek vannak felszerelve, amelyek folyamatosan rögzítik a munkavállaló helyzetét, az alkatrészeket és az eszközöket. Ily módon az ember közvetlenül kölcsönhatásba léphet a BionicCobot-tal, és mozgás, érintés vagy beszéd segítségével vezérelheti.
Mire használhatóak az állatokat imitáló bionikus robotok?
Önmagukban ezeknek a látványos fejlesztéseknek nincsen közvetlen anyagi haszna. A kutatók azonban számtalanszor bukkantak már olyan megoldásokra az állatvilág utánzásának köszönhetően, melyeket később a vállalat termékportfóliójának darabjaiban is alkalmaztak. A különböző mozgásformákat koordináló szoftveres megoldások, az összetett szenzorrendszerek és a mesterséges intelligencia alapú megoldások mind-mind olyan kísérleti terepet jelentenek, amelyek számos területen növelik a mérnökök tudását, gyarapítják a tapasztalataikat, és egyúttal előbbre viszik a tudományt is.
Az automatizálási technológia a gyárakban mindennapi feladatokat lát el, mint például az áruk megfogása, mozgatása és pozicionálása, valamint a folyamatok vezérlése. A természet ezeket a feladatokat ösztönösen, egyszerűen és hatékonyan végzi, ezt igyekeznek modellezni és hasznosítani a Festo munkatársai és partnerei.
A Festo DHEF robotjának adaptív fogóegységét például a kaméleon nyelve inspirálta, habár maga a robotkar egyáltalán nem emlékeztet erre. Úgy működik, hogy a végén található gumis fogóegységet finoman a tárgyra nyomja, idomul az alakjához, azt körülölelve rászorul a tárgyra. Így a kar bármilyen kisebb egységet képes „megfogni”, és egyik pontról a másikra helyezni, legyen szó akár üvegekről vagy csavarokról.
A DHAS adaptív fogóujja a halak farokúszójának felépítésén alapul. Ha oldalirányban nyomjuk meg az uszonyt, az nem hajlik el, hanem a nyomáspont körül elgörbül. A fejlesztők ezt a jelenséget valósították meg – az úgynevezett FinRay Effect®-et – két rugalmas poliuretán szalag segítségével, amelyek köztes hidakkal kapcsolódnak egymáshoz. Párhuzamosan vagy centrálisan elrendezve a stabil, mégis rugalmas fogóujjak a művelet végrehajtása közben könnyen alkalmazkodnak a munkadarab kontúrjához. Ez lehetővé teszi az érzékeny tárgyak óvatos megfogását még szabálytalan felületek esetében is. A DHAS-t már az élelmiszeriparban is használják, például gyümölcs- és zöldségfélék válogatására.
A Festo bionikus robotjain egy külön erre kijelölt kutatóhálózat, a Bionic Learning Network dolgozik, mely a vállalat munkatársain kívül egyetemeket, különböző szakintézeteket és fejlesztőcégeket is magába foglal.
Hegyi Heni, NEW technology magazin