| 深度解密FESTO電磁閥發(fā)布的三款仿生機(jī)器人

自然界的各種生物都有其*的本，才能在復(fù)雜的環(huán)境中生存下來(lái)，比如蟻群的組織協(xié)調(diào)能力，蝴蝶飛行中互相通信的能力。不過(guò)，德國(guó)的自動(dòng)化公司FESTO電磁閥的研究人員卻從它們身上得到靈感，在日前的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上展出了新設(shè)計(jì)的三款仿生機(jī)器人。

FESTO電磁閥公司的三件產(chǎn)品是螞蟻機(jī)器人、蝴蝶機(jī)器人和依照變色龍舌頭制作的機(jī)械手臂。而設(shè)計(jì)它們的目的是為了解決機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中出現(xiàn)的協(xié)調(diào)和組織難題。

“通過(guò)這些產(chǎn)品，我們希望展示創(chuàng)新的概念如何促進(jìn)未來(lái)的工作，自然界的科學(xué)原理如何提高"，FESTO電磁閥公司的發(fā)言人表示。

螞蟻機(jī)器人的靈感源自蟻群內(nèi)的等化和組織性，它們能夠根據(jù)共同目標(biāo)行動(dòng)的螞蟻機(jī)器人，模仿真實(shí)螞蟻的合作行為，讓它們完成個(gè)體無(wú)法勝任的工作，比如，移動(dòng)大塊物件。“以它們的自然原型為榜樣，這些仿生螞蟻根據(jù)清晰規(guī)則，共同協(xié)作。他們彼此交流，相互合作，共動(dòng)。這些智能螞蟻?zhàn)C明了作為部件的個(gè)體如何能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)合作，完成復(fù)雜的任務(wù)。"，發(fā)言人說(shuō)。

目前，公司了少12只螞蟻機(jī)器人。螞蟻機(jī)器人長(zhǎng) 13.5厘米，重約 105 克，主體由激光燒結(jié)（3D 打印）而成，頭部安裝有 3D 立體相機(jī)，觸須可作為充電裝置使用。其身體下方的光感器（類似鼠標(biāo)）識(shí)別地面紅外線標(biāo)記進(jìn)行方向?qū)Ш剑詭鄼C(jī)也可對(duì)地標(biāo)定位。環(huán)繞身體的條紋，并不是裝飾，而是3D打印上去的電路。胸部?jī)?nèi)置了個(gè)光電鼠標(biāo)傳感器以便位置追蹤。螞蟻肢體是六個(gè)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器（actuator ），能夠?qū)崿F(xiàn)快速、地彎曲，并讓螞蟻保持步伐緊湊，非常節(jié)能。當(dāng)前，將壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用到如此微小機(jī)器人的很罕見(jiàn)。

 發(fā)言人表示，螞蟻機(jī)器人的通信網(wǎng)絡(luò)使它們從上控制系統(tǒng)獲得指令的同時(shí)，還能互相協(xié)作。就如群螞蟻，不僅可以步調(diào)致地行動(dòng)，而每只仍有自主性。這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用就能滿足顧客的個(gè)性化需求。

他們?nèi)绾螀f(xié)動(dòng)的呢？螞蟻的眼睛，其實(shí)是部攝像頭的兩部分， 根據(jù)攝像頭提供的空間信息，螞蟻移動(dòng)位置、鎖定并抓任務(wù)目標(biāo)。 他們像「 千禧代」樣，進(jìn)行無(wú)線交流，同時(shí)，地板上的傳感器也幫助他們「體察」周?chē)h(huán)境。

提的是，F(xiàn)esto借助MID（模塑互聯(lián)設(shè)備技術(shù)）打造出微型機(jī)器人,3D-MID技術(shù)可以在長(zhǎng)度僅為13.5厘米的螞蟻上實(shí)現(xiàn)所有機(jī)械與電子功能，并相互匹配。對(duì)于Festo而言，這種技術(shù)為未來(lái)自動(dòng)化技術(shù)以及未來(lái)系統(tǒng)應(yīng)用提供了巨大潛力。

FESTO電磁閥公司以生物為靈感制造的飛行機(jī)器人已經(jīng)有不少，eMotionButterflies 算是其中zui漂亮的種。每只 eMotionButterflies 仿生蝴蝶都是自主的，獨(dú)立的可操控翅膀?qū)崿F(xiàn)自我引導(dǎo)飛行。

蝴蝶機(jī)器人同樣模擬了蝴蝶間的協(xié)作。臺(tái)主機(jī)就像機(jī)場(chǎng)的空管人員，為每只蝴蝶機(jī)器人安排飛行線路。其原理是，在特定空間內(nèi)，借助紅外攝像機(jī)對(duì)蝴蝶進(jìn)行實(shí)時(shí)感測(cè)定位，攝像機(jī)將位置數(shù)據(jù)傳輸計(jì)算機(jī)以調(diào)整蝴蝶的運(yùn)動(dòng)軌跡，避免碰撞。

仿生蝴蝶展翼長(zhǎng)度 50厘米，身體重量?jī)H為32克，雙翼各配備微型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。其翅膀每秒擺動(dòng) 1到2 次，次充電 15 分鐘可飛行 3到4 分鐘，速度可達(dá) 2.5 米/秒。

除此之外，每只仿生蝴蝶還配備有慣性測(cè)量裝置，加速度計(jì)，陀螺儀，指南針以及兩個(gè) 90 毫安時(shí)鋰電池。羅列的裝置很多，但 eMotionButterflies 外觀上跟真正的蝴蝶十分相似，飄逸靈動(dòng)的飛行姿態(tài)更讓人嘖嘖稱奇。

仿生蝴蝶飛行過(guò)程中運(yùn)用到技術(shù)其實(shí)并不難理解，在特定空間內(nèi)借助紅外攝像機(jī)對(duì)蝴蝶進(jìn)行實(shí)時(shí)感測(cè)定位，攝像機(jī)將位置數(shù)據(jù)傳輸計(jì)算機(jī)以調(diào)整蝴蝶的運(yùn)動(dòng)軌跡，避免碰撞。

“雖然不能期望我們的蝴蝶馬上就能在里飛來(lái)飛去，但它們之間的通信網(wǎng)絡(luò)將來(lái)可運(yùn)用于的后勤組織和監(jiān)控系統(tǒng)"，F(xiàn)esto公司發(fā)言人表示。