2023年8月16至21日，自動(dòng)化技術(shù)和技術(shù)教育領(lǐng)域的全球領(lǐng)先企業(yè)費(fèi)斯托(Festo)將亮相世界機(jī)器人大會(huì)(展位號(hào)：A119)。這是Festo第五次參加世界機(jī)器人大會(huì)，每年Festo展臺(tái)都會(huì)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(chǎng)，揭秘超輕型飛行機(jī)器人的群體飛行奧秘。此外，F(xiàn)esto還將帶來工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用趣味展示魔方機(jī)2.0以及從仿生概念到批量產(chǎn)品的多款形狀自適應(yīng)抓手。
在Festo，自然和技術(shù)是一個(gè)不可分割的整體。自20世紀(jì)90年代初以來，F(xiàn)esto在仿生學(xué)領(lǐng)域投入了大量精力?；仡欉^去 20余年的仿生學(xué)研究歷史，是一個(gè)研究自然的時(shí)代，一個(gè)豐富經(jīng)驗(yàn)的時(shí)代，一個(gè)自動(dòng)化技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)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(xiàng)目。具有團(tuán)隊(duì)合作精神的螞蟻機(jī)器人，像章魚一樣的機(jī)器人手臂，帶吸盤的抓握觸手，成群結(jié)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(dòng)機(jī)械臂，人工智能的仿生工位，等等。 Festo仿生團(tuán)隊(duì)完成了抓取、空氣和水運(yùn)動(dòng)以及氣動(dòng)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的多項(xiàng)仿生項(xiàng)目。掌握技術(shù)的復(fù)雜性、開拓未來的業(yè)務(wù)領(lǐng)域并以負(fù)責(zé)任的方式塑造自動(dòng)化未來。仿生學(xué)為未來自動(dòng)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(jìn)化策略如何轉(zhuǎn)化為高效的自動(dòng)化——適者生存。
優(yōu)雅的空中舞者——仿生雨燕 BionicSwift
首次亮相機(jī)器人大會(huì)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(zhuǎn)彎，可成群飛行。
仿生雨燕的設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在輕量化結(jié)構(gòu)的使用上。它體長(zhǎng) 44.5 厘米，翼展 68 厘米，體重僅 42 克，是一個(gè)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(fù)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(gòu)造，容納了撲翼機(jī)構(gòu)、撲翼控制元件、通信技術(shù)、升降舵和尾翼。在一個(gè)非常小的空間內(nèi)，安裝了一個(gè)無刷式電機(jī)、兩個(gè)伺服電機(jī)、電池、齒輪箱和幾塊電路板。同時(shí)，通過超寬帶技術(shù)(UWB)室內(nèi)無線電導(dǎo)向系統(tǒng)，主控電腦、無線電模塊和飛行器之間實(shí)現(xiàn)交互，仿生雨燕可在定義的空域內(nèi)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)、自主的群體飛行。飛行器和GPS導(dǎo)航的智能聯(lián)網(wǎng)可組成一個(gè)3D導(dǎo)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(dòng)力。例如，自主控制飛行機(jī)器人可用于物料運(yùn)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(shù)轉(zhuǎn)化的啟發(fā)，F(xiàn)esto在產(chǎn)品和技術(shù)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(jié)構(gòu)等方面的知識(shí)應(yīng)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(xiàng)技能一直在仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)中扮演著重要角色。大自然常常為工業(yè)應(yīng)用提供令人驚嘆的創(chuàng)意與全新的解決方案。在Festo跨學(xué)科研究網(wǎng)絡(luò)中已開發(fā)出多種仿生抓取應(yīng)用，其中兩項(xiàng)已經(jīng)進(jìn)一步發(fā)展為批量產(chǎn)品。
自適應(yīng)抓手手指DHAS的設(shè)計(jì)基于魚尾鰭令人驚嘆的行為特性。如果按壓鰭片的側(cè)面，尾鰭會(huì)朝壓力點(diǎn)彎曲，而不是遠(yuǎn)離壓力點(diǎn)。開發(fā)人員通過兩個(gè)利用中間橋板相互連接的柔性聚氨酯膠帶，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了魚鰭效應(yīng)FinRay Effect?。抓手手指堅(jiān)固且柔性，可在抓取時(shí)輕松適應(yīng)工件的外形，進(jìn)行自動(dòng)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(yīng)用，例如水果及蔬菜分類。
另一個(gè)自適應(yīng)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(dòng)。由此，變色龍的舌頭可匹配各個(gè)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(gè)仿照變色龍的舌頭設(shè)計(jì)的、略微過壓填充的硅膠帽蓋，可根據(jù)物體外型靈活地進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，由此包裹并抓取物體。使用比例閥進(jìn)行相應(yīng)控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)物體的抓取，例如螺絲、方塊或是一支筆。
歡迎蒞臨機(jī)器人大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)參與互動(dòng)，挑戰(zhàn)Festo仿生自適應(yīng)“萬能抓手”。
除了精彩的仿生表演和互動(dòng)， Festo也將帶來最新的工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用趣味展示——魔方機(jī)2.0。Festo魔方機(jī)2.0是基于第一代的3階魔方求解算法為基礎(chǔ)，集成了Festo核心電驅(qū)動(dòng)元器件簡(jiǎn)易直線運(yùn)動(dòng)模塊SMS來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的伺服/步進(jìn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及自動(dòng)化控制平臺(tái)CPX-E等產(chǎn)品，來完成魔方6個(gè)面的圖像識(shí)別以及高速還原魔方的動(dòng)作，從而體現(xiàn)Festo電驅(qū)自動(dòng)化產(chǎn)品的高性能和廣泛適用性，以及費(fèi)斯托在為客戶提供完整自動(dòng)化解決方案中的強(qiáng)大實(shí)力。
Festo憑借在自動(dòng)化和技術(shù)教育領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，致力于幫助客戶提高生產(chǎn)力，從而為經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造空間。仿生思維指明了以負(fù)責(zé)任的態(tài)度塑造未來生活世界的方向。技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)該始終為人類、動(dòng)物和植物世界創(chuàng)造附加價(jià)值。自然是仿生學(xué)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是仿生學(xué)目標(biāo)。我們通過仿生學(xué)研究來戰(zhàn)勝日益增長(zhǎng)的技術(shù)復(fù)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(guó)際會(huì)展中心2023世界機(jī)器人大會(huì)Festo展位(A119)參觀交流，和我們一起探討仿生研究賦能自動(dòng)化技術(shù)升級(jí)的奧秘!
（轉(zhuǎn)載）
