05/03/2019
Seja pegando, segurando ou girando, tocando, digitando ou pressionando - na vida cotidiana, nós usamos nossas mãos naturalmente para as mais diversas tarefas. Nesse sentido, a mão humana, com sua combinação única de poder, destreza e habilidades motoras finas, é uma verdadeira ferramenta milagrosa da natureza. O que poderia ser mais natural do que equipar robôs em espaços de trabalho colaborativos com uma pinça modelada a partir desse modelo da natureza, que resolve várias tarefas aprendendo através da inteligência artificial?
A Festo exibirá a mão do robô pneumático BionicSoftHand na Hanover Fair 2019. Combinado com o BionicSoftArm, um robô pneumático leve, estes Future Concepts são adequados para colaboração entre humanos e robôs.
O BionicSoftHand é operado pneumaticamente, para que ele possa interagir de maneira segura e direta com as pessoas. Ao contrário da mão humana, o BionicSoftHand não tem ossos. Seus dedos consistem em estruturas de fole flexíveis com câmaras de ar. O fole é colocado nos dedos por um revestimento têxtil especial em 3D, feito de ambos os elásticos e de alta resistência. Com a ajuda do têxtil, é possível determinar exatamente onde a estrutura se expande e gera energia, e onde é impedida de se expandir. Isso a torna leve, flexível, adaptável e sensível, mas capaz de exercer forças fortes.
Inteligência artificial
Os métodos de aprendizagem das máquinas são comparáveis aos dos seres humanos: de um modo positivo ou negativo - eles exigem um feedback seguindo suas ações para classificar e aprender com eles. BionicSoftHand usa o método de aprendizado de reforço.
Isso significa: em vez de imitar uma ação específica, a mão recebe apenas um objetivo. Ele usa o método de tentativa e erro para atingir seu objetivo. Com base no feedback recebido, gradualmente otimiza suas ações até que a tarefa seja finalmente resolvida com sucesso.
Especificamente, o BionicSoftHand deve girar um cubo de 12 lados para que um lado previamente definido aponte para cima no final. A estratégia de movimento necessária é ensinada em um ambiente virtual com a ajuda de um gêmeo digital, que é criado com a ajuda de dados de uma câmera com sensor de profundidade por meio da visão computacional e dos algoritmos de inteligência artificial.
Válvulas piezoelétricas proporcionais para controle preciso
A fim de manter o esforço da tubulação do BionicSoftHand o mais baixo possível, os projetistas projetaram especialmente um pequeno terminal de válvula digitalmente controlado, que é montado diretamente na mão. Isso significa que os tubos para controlar os dedos da garra não precisam ser puxados através de todo o braço do robô. Assim, o BionicSoftHand pode ser conectado de forma rápida e fácil e operado com apenas um tubo para fornecimento de ar e ar de exaustão. Com as piezoelétricas proporcionais usadas, os movimentos dos dedos podem ser controlados com precisão.
A separação estrita entre o trabalho manual do operário e as ações automatizadas do robô está sendo cada vez mais reservada. Seus intervalos de trabalho estão sobrepostos e se fundem em um espaço de trabalho colaborativo. Dessa forma, humanos e máquinas poderão trabalhar simultaneamente na mesma peça ou componente no futuro - sem precisarem ser protegidos uns dos outros por motivos de segurança.
O BionicSoftArm é um desenvolvimento mais compacto do BionicMotionRobot da Festo, cuja gama de aplicações foi significativamente expandida. Isso é possível graças ao seu design modular: ele pode ser combinado com até sete segmentos de foles pneumáticos e acionamentos rotativos. Isto garante máxima flexibilidade em termos de alcance e mobilidade, permitindo-lhe contornar obstáculos mesmo nos espaços mais apertados, se necessário. Ao mesmo tempo, é completamente flexível e pode trabalhar com segurança com as pessoas. A colaboração direta entre humanos e robôs é possível com o BionicSoftArm, assim como seu uso em aplicativos SCARA clássicos, como tarefas de pick-and-place.
Possibilidades flexíveis de aplicação
O braço robótico modular pode ser usado para uma ampla variedade de aplicações, dependendo do projeto e da pinça montada. Graças à sua cinemática flexível, o BionicSoftArm pode interagir direta e seguramente com humanos. Ao mesmo tempo, a cinemática facilita a adaptação a diferentes tarefas em vários locais em ambientes de produção: a eliminação de dispositivos de segurança dispendiosos, como gaiolas e barreiras de luz, reduz os tempos de conversão e permite um uso flexível - completamente de acordo com as adaptações. e produção econômica
BionicFinWave: Robô subaquático com acionamento exclusivo da aleta A
natureza nos ensina de maneira impressionante, como devem ser os sistemas de acionamento ideais para certos movimentos de natação. Para avançar, a planária marinha e a sépia criam uma onda contínua com suas barbatanas, que avança ao longo de todo o seu comprimento. Para o BionicFinWave, a equipe de biônica foi inspirada por esse movimento de barbatana ondulante. A ondulação empurra a água para trás, criando um impulso para a frente. Este princípio permite ao BionicFinWave manobrar para a frente ou para trás através de um sistema de tubos de acrílico.
Suas duas aletas laterais são completamente fundidas com silicone e não requerem escoras ou outros elementos de suporte. As duas aletas são conectadas à esquerda e à direita de nove braços de alavanca pequenos, que por sua vez são alimentados por dois servomotores. Dois virabrequins adjacentes transmitem a força para as alavancas de modo que as duas aletas possam ser movidas individualmente para gerar diferentes padrões de eixo. Eles são particularmente adequados para locomoção lenta e precisa e giram menos água do que, por exemplo, uma unidade de parafuso. Uma junta de cardan está localizada entre cada segmento da alavanca para garantir que os virabrequins sejam flexíveis. Para este propósito, os virabrequins incluindo as juntas e a biela são feitos de plástico em uma peça usando o processo de impressão 3D.
Interação inteligente de uma ampla variedade de componentes
Os elementos remanescentes no corpo da BionicFinWave também são impressos em 3D, o que possibilita suas geometrias complexas em primeiro lugar. Com suas cavidades, elas atuam como unidades de flotação. Ao mesmo tempo, toda a tecnologia de controle e regulação é impermeável, instalada com segurança e sincronizada em um espaço muito apertado.
