Немецкая компания Festo продемонстрировала две новых модели уникальных роботов: BionicMobileAssistant и BionicSwifts.
Устройство BionicMobileAssistant, разработанное при участии ETH Zurich, представляет собой бионический манипулятор, установленный на шасси в виде поворачивающегося во все стороны шара. Рука-манипулятор, управляемая человеком, способна перемещаться в пространстве, распознавать объекты и, пользуясь пневматическим захватом, перемещать их.
Безопасные координируемые полеты BionicSwifts возможны благодаря принципам радио, а также GPS и ультраширокополосной технологии (UWB). Крылья BionicSwifts моделировали, учитывая особенности оперения настоящих птиц. Маневренность искусственных птиц BionicSwifts обусловлена не только легкими конструкционными материалами, из которых они выполнены, и аэродинамической кинематикой, но и применением функциональной интеграции.
Бионическая обучающая сеть Festo имеет давнюю традицию искать вдохновение в естественном полете. Создание BionicSwift стало следующей главой в развитии бионических летающих объектов для Festo. Подражая живым объектам, в BionicSwift используют облегченные конструкции. Природа и техника подчиняется одинаковым принципам: чем меньше вес, который необходимо переместить, тем меньше потребуется материала для конструкции и энергии для осуществления движения. Учитывая вышеизложенное, BionicSwift создали с массой 42 грамма при длине тела 44,5 сантиметра и размахе крыльев 68 сантиметров. Обладая такими характеристиками, робот проявляет известную ловкость в полете: делает петли и крутые повороты. Используя радионавигационную систему в помещении, роботизированные птицы могут автономно перемещаться в определенном воздушном пространстве по намеченной схеме.
Для того, чтобы воспроизвести особенности естественного полета, в крыльях BionicSwifts используют элементы, повторяющие форму птичьих перьев, конструкционный материал — карбон. В момент взмаха крыла элементы-перья расходятся, позволяя воздуху проходить между ними. Этот приём помогает экономить энергию при подъеме крыла вверх. Затем элементы-перья закрываются во время нисходящего потока, обеспечивая летающему роботу наименьшее сопротивление среды. Эта близкая репликация птичьих крыльев для BionicSwift предпочтительнее, чем предыдущие модели взмахивающих крыльев.
Маневренность искусственной птицы обусловлена не только легкостью её конструкции и аэродинамическими характеристиками, но и использованием функциональной интеграции. Тело робота-птицы представляет собой компактную конструкцию, обладающую механизмом взмаха крыльев, коммуникационную технологию, компоненты управления крыльями, рулем высоты, хвостовым оперением. В конструкции удалось компактно разместить бесщеточный двигатель, два серводвигателя, аккумулятор, редуктор и различные печатные платы. Отлаженное взаимодействие двигателей и механических систем позволяет точно регулировать частоту биений крыла и угол руля высоты для выполнения различных маневров.
В пространстве установлено несколько радиомодулей, образующих неподвижные якоря, которые определяют местоположение друг друга и обозначают границы контролируемого воздушного пространства. Каждая птица снабжена радиомаркером, посылающим сигналы на базы, которые определяют точное местоположение птицы и отправляют собранные данные на центральный главный компьютер, функционирующий как навигационная система. В системе программируют траектории и маршруты полета птиц. Если роботы-птицы отклоняются от заданной траектории полета (ветер, температура), система немедленно корректирует положение, работая автономно и обходясь без людей-операторов. Радиосвязь обеспечивает определение местоположения в случае, когда визуальный контакт частично потерян. Использование UWB технологии гарантирует безопасную работу без помех.
Сеть полетных объектов и GPS-маршрутизация создают 3D-навигационную систему, которая может быть использована на заводе будущего: наблюдая за потоками материалов и товаров, можно определить узкие места и исключить их, тем самым оптимизируя технологические процессы и др.
По материалам Festo