Разработка роботов, чье поведение и движение максимально схоже с поведением и движениями настоящих представителей животного царства представляется гораздо более сложной задачей, по сравнению с разработкой «очередного» «Азимо» или «Атласа». Об изобретениях инновационной компании Festo мы рассказываем уже далеко не в первый раз.
Однако для выставки Hannover Messe, которая будет проходить в Германии в этом месяце, компания Festo подготовила три новых бионических создания: небольшую колонию роботов-муравьев, роботизированный захват, оперирующий по принципу работы языка хамелеона, а также грациозного робота-бабочку.
Роботизированных муравьев BionicANT компания Festo рассматривает в качестве примера возможной альтернативы модернизации производства будущего, когда на фабриках и заводах производством различных предметов и деталей будут заниматься высокотехнологичные, наделенные интеллектом роботизированные структуры, объединенные в контролируемые свыше иерархии. Представленные роботы-муравьи, по признаниям самих инженеров компании Festo, не просто выглядят как увеличенные копии своих протеже в природе. Благодаря очень сложному алгоритму управления инженерам компании удалось заставить этих роботов-муравьев копировать коллективное поведение, встречающееся в реальном мире, благодаря которому колонии муравьев могут решать по-настоящему сложные задачи.
«Они ведут себя почти так же, как и их настоящие модели в реальности. Благодаря набору простых и понятных для них правил роботы-муравьи BionicANT могут выполнять поставленные перед ними задачи сообща», — делится руководитель корпоративных коммуникаций и концепций будущего доктор Генрих Фронтзек.
«Они способны между собой общаться и координировать свои действия и движения. Каждый муравей в группе самостоятельно принимает решение. Однако это решение всегда сопоставляется с решением других муравьев, что в конечном итоге позволяет коллективно и эффективно выполнять поставленную перед ними задачу».
Использование рельефных печатных плат и трехмерных схем, интегрированных в созданные благодаря лазерным технологиями элементы корпуса, открывает большой творческий простор и делает создание роботов-муравьев более простым. В приводах ног и захватных зажимных кулачках используются пьезокерамические передатчики. Каждый муравей оснащен двумя камерами на голове. Положение робота отслеживается за счет оптического сенсора, установленного на брюшко.
Размер каждого робота-муравья BionicANT составляет 13,5 сантиметра. Питание робот получает от двух 7,2-вольтовых батареек. Для большей убедительности используются две металлические антенны, своего рода муравьиные усики.
Последить за работой небольшой колонии роботов-муравьев можно на видео ниже.
Если рядом с хамелеоном приземлиться какое-нибудь насекомое, то шансов избежать хамелеонового языка у этого насекомого будет немного. Компания Festo при сотрудничестве с Университетом Осло создала FlexShapeGripper — роботизированный захват, работающий по тому же принципу, по которому работает липкий язык этой удивительной ящерицы.
Прикрепленный к роботизированной руке и наполненный водой эластичный силиконовый захват способен в буквальном смысле обволакивать и поднимать объекты вокруг. При этом в некоторых случаях удается осуществить захват сразу нескольких предметов. Для данного изобретения Festo видит будущее в производстве, где от роботов может потребоваться более аккуратная работа с переноской тех или иных вещей самой различной формы и размера.
Работу эластичного захвата FlexShapeGripper можно посмотреть на видео ниже.
Интерес Festo в разработке летающих роботов не угасает, и поэтому компания представила роботизированную версию одного из самых прекрасных созданий на Земле — бабочку. А точнее, целый «выводок» роботизированных бабочек eMotionButterflies, который компания создала благодаря накопленному ранее опыту в производстве роботов-стрекоз BionicOpter.
Получившиеся роботы-бабочки могут имитировать коллективное поведение и самостоятельно избегать препятствия на своем пути благодаря внешней сетевой мониторинговой системе, включающей навигационные GPS-датчики и инфракрасные камеры, грамотно расставленные по периметру области их летной зоны. Каждая роботизированная бабочка имеет инфракрасный маркер на брюшке, за счет которого она может ориентироваться в пространстве. Полученная информация передается на центральный компьютер, который подсказывает ей, куда можно или нельзя лететь дальше.
Festo создала этих удивительных роботизированных насекомых для демонстрации плотной функциональной интеграции, достижения в области облегчения роботизированных конструкций, а также коммуникационных возможностей индивидуальных систем. Каждый робот оснащен сверхлегкими крыльями с максимальным размахом 50 сантиметров и минимальным весом всей конструкции в 32 грамма.
Благодаря независимому и индивидуальному в каждом случае просчету амплитуды взмаха, его скорости и соответствующих точек поворота удается достичь максимальной схожести с поведением настоящей бабочки в полете. Частота взмаха крыльев бабочек eMotionButterfly может составляет от 1 до 2 Гц. За счет этого они способны преодолевать расстояния до 2,5 метров в секунду. Время полета робота-бабочки составляет около 4 минут, после чего требуется подзарядка их батарей, которая, к слову, занимает около 15 минут.
Созданный методом лазерного спекания корпус бабочки содержит микроконтроллеры ATxmega32E5 и ATmega328, два сервопривода для крыльев, внутренний сенсор, гироскоп, акселерометр, компас, два радиомодуля и две 7,4-вольтовые LiPol-ячейки батарей.
