2023年8月16至21日，自動化技術和技術教育領域的全球領先企業(yè)費斯托(Festo)將亮相世界機器人大會(展位號：A119)。這是Festo第五次參加世界機器人大會，每年Festo展臺都會帶來精彩的仿生表演。今年Festo仿生飛行家族新成員仿生雨燕和“老朋友”仿生蝴蝶將親臨現(xiàn)場，揭秘超輕型飛行機器人的群體飛行奧秘。此外，F(xiàn)esto還將帶來工業(yè)自動化應用趣味展示魔方機2.0以及從仿生概念到批量產(chǎn)品的多款形狀自適應抓手。
在Festo，自然和技術是一個不可分割的整體。自20世紀90年代初以來，F(xiàn)esto在仿生學領域投入了大量精力?；仡欉^去 20余年的仿生學研究歷史，是一個研究自然的時代，一個豐富經(jīng)驗的時代，一個自動化技術飛速發(fā)展的時代。Festo 與多所著名高校、研究所和研發(fā)公司聯(lián)手，創(chuàng)造了無比多樣的項目。具有團隊合作精神的螞蟻機器人，像章魚一樣的機器人手臂，帶吸盤的抓握觸手，成群結伴起舞的蝴蝶，靈活的仿變色龍抓手，帶仿生翼膜的蝙蝠，具有敏銳觸感的氣動機械臂，人工智能的仿生工位，等等。 Festo仿生團隊完成了抓取、空氣和水運動以及氣動機器人技術領域的多項仿生項目。掌握技術的復雜性、開拓未來的業(yè)務領域并以負責任的方式塑造自動化未來。仿生學為未來自動化創(chuàng)造了新的解決方案空間，揭示了生物如何滿足不斷變化的條件和智能進化策略如何轉化為高效的自動化——適者生存。
優(yōu)雅的空中舞者——仿生雨燕 BionicSwift
首次亮相機器人大會的仿生雨燕是Festo仿生家族的新成員。它模仿自然界中燕子的飛行方式，優(yōu)雅自如地在空中翩翩起舞，靈活、輕巧，可繞圈，可急轉彎，可成群飛行。
仿生雨燕的設計重點放在輕量化結構的使用上。它體長 44.5 厘米，翼展 68 厘米，體重僅 42 克，是一個高度集成的輕量化模型。翅膀以鳥類的羽翼為原型，每片羽片由超輕、彈性但又十分牢固的發(fā)泡材料制成，如同房頂瓦片一樣，羽片一片疊著一片，跟真正的鳥類一樣。得益于這種貼近自然的羽翼復刻，仿生雨燕相比之前的撲翼類飛行器，有著更好的飛行曲線。
仿生雨燕的體內(nèi)有著十分緊湊的構造，容納了撲翼機構、撲翼控制元件、通信技術、升降舵和尾翼。在一個非常小的空間內(nèi)，安裝了一個無刷式電機、兩個伺服電機、電池、齒輪箱和幾塊電路板。同時，通過超寬帶技術(UWB)室內(nèi)無線電導向系統(tǒng)，主控電腦、無線電模塊和飛行器之間實現(xiàn)交互，仿生雨燕可在定義的空域內(nèi)實現(xiàn)協(xié)調(diào)、自主的群體飛行。飛行器和GPS導航的智能聯(lián)網(wǎng)可組成一個3D導航系統(tǒng)，可被用在未來互聯(lián)工廠，成為內(nèi)部物流的創(chuàng)新驅(qū)動力。例如，自主控制飛行機器人可用于物料運輸，精確定位物料和材料流，通過飛行走廊優(yōu)化工廠內(nèi)的空間使用。
受仿生成果技術轉化的啟發(fā)，F(xiàn)esto在產(chǎn)品和技術方案研發(fā)的早期就十分注重節(jié)約能源和材料，并將能源效率和輕質(zhì)結構等方面的知識應用到 Festo 或客戶的產(chǎn)品上，為合作伙伴提供更高效的產(chǎn)品和解決方案。
從仿生概念到批量產(chǎn)品
抓取這項技能一直在仿生學習網(wǎng)絡中扮演著重要角色。大自然常常為工業(yè)應用提供令人驚嘆的創(chuàng)意與全新的解決方案。在Festo跨學科研究網(wǎng)絡中已開發(fā)出多種仿生抓取應用，其中兩項已經(jīng)進一步發(fā)展為批量產(chǎn)品。
自適應抓手手指DHAS的設計基于魚尾鰭令人驚嘆的行為特性。如果按壓鰭片的側面，尾鰭會朝壓力點彎曲，而不是遠離壓力點。開發(fā)人員通過兩個利用中間橋板相互連接的柔性聚氨酯膠帶，在技術上實現(xiàn)了魚鰭效應FinRay Effect?。抓手手指堅固且柔性，可在抓取時輕松適應工件的外形，進行自動調(diào)節(jié)。這樣可以輕柔且牢固地抓住具有不規(guī)則表面的易損物體。DHAS已經(jīng)在食品行業(yè)中成熟應用，例如水果及蔬菜分類。
另一個自適應抓手DHEF，它的靈感源自變色龍舌頭。為了捕獲獵物，變色龍可以讓它的舌頭像橡皮筋一樣突然彈出。在舌頭觸到昆蟲之前，舌頭中央向后拉伸，而邊緣繼續(xù)向前移動。由此，變色龍的舌頭可匹配各個獵物的外形和大小，并且可以牢固包裹。DHEF抓手的重要組成部分是一個仿照變色龍的舌頭設計的、略微過壓填充的硅膠帽蓋，可根據(jù)物體外型靈活地進行翻轉，由此包裹并抓取物體。使用比例閥進行相應控制，可實現(xiàn)對多個物體的抓取，例如螺絲、方塊或是一支筆。
歡迎蒞臨機器人大會現(xiàn)場參與互動，挑戰(zhàn)Festo仿生自適應“萬能抓手”。
除了精彩的仿生表演和互動， Festo也將帶來最新的工業(yè)自動化應用趣味展示——魔方機2.0。Festo魔方機2.0是基于第一代的3階魔方求解算法為基礎，集成了Festo核心電驅(qū)動元器件簡易直線運動模塊SMS來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的伺服/步進運動系統(tǒng)以及自動化控制平臺CPX-E等產(chǎn)品，來完成魔方6個面的圖像識別以及高速還原魔方的動作，從而體現(xiàn)Festo電驅(qū)自動化產(chǎn)品的高性能和廣泛適用性，以及費斯托在為客戶提供完整自動化解決方案中的強大實力。
Festo憑借在自動化和技術教育領域的專業(yè)知識，致力于幫助客戶提高生產(chǎn)力，從而為經(jīng)濟、環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造空間。仿生思維指明了以負責任的態(tài)度塑造未來生活世界的方向。技術創(chuàng)新應該始終為人類、動物和植物世界創(chuàng)造附加價值。自然是仿生學的基礎，同時也是仿生學目標。我們通過仿生學研究來戰(zhàn)勝日益增長的技術復雜性，為未來工廠流程數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0提供靈感和解題思路。
歡迎蒞臨北京北人亦創(chuàng)國際會展中心2023世界機器人大會Festo展位(A119)參觀交流，和我們一起探討仿生研究賦能自動化技術升級的奧秘!
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