Стенд Festo на US Trade Show 2014

Промышленная робототехника сделала огромные успехи за полвека своего существования. Но самые совершенные руки, ноги и крылья пока еще изобретены не людьми, а природой. А раз так, то вместо создания роботов «с нуля» не стоит ли просто скопировать животных?

Самый известный производитель бионических роботов (то есть тех, которые подражают природе) — компания Festo. Вообще, она зарабатывает поставками электроники, в том числе сервоприводов собственной разработки. Но с 2006 года в ней существует отдельное направление по созданию биороботов.

Бионические разработки Festo ведутся в составе консорциума Bionic Learning Network. В него входят 12 институтов и университетов, включая Штутгартский университет, Технический университет Берлина и Технологический университет Делфта, а также крупные компании: Effekt-Technik GmbH, JNTec GbR, Sachs Engineering и другие. Но основная команда разработчиков — это инженеры, дизайнеры и биологи Festo.

В компании заявляют, что они создают биороботов для фабрик. Несколько жизнеспособных примеров уже есть. Но это не те биороботы, которыми прославилась Festo. Поэтому главный вопрос звучит так: компания действительно разрабатывает рабочие решения или просто пиарится?

Начнем с удачных примеров.

1. Слон и слоненок

Изобретение природы, которое заинтересовало инженеров Festo в числе первых— хобот слона: манипулятор, который может работать с предметами разного веса и формы, не повреждая даже очень хрупкие, и имеет множество степеней гибкости. Разработку Festo с такими же характеристиками назвали Bionic Handling Assistant. Это супергибкая роборука с мягкими «пальцами», которые надежно и бережно удерживают предметы; ее первый прототип появился в 2010 году.

Устройство отчасти копирует хобот внешне: покрытие гибкой части у слона состоит из складок кожи, а у Bionic Handling Assistant — из гофрированного полимера. Кинематика хобота полностью сохранена: три сегмента и гибкий захват на конце.

Манипулятор используется в коллаборативных роботах, проекты и концепты которых предлагает Festo. Один из них — Robotino. Этот небольшой робот перемещает груз весом до 1,06 кг. В конструкции Robotino использована мини-версия Bionic Handling Assistant.


Robotino XT

Полноразмерный «бионический хобот» Festo предлагает использовать на предприятиях, в коллаборативных роботах для производств: это безопасный манипулятор, который позволит людям и машинам взаимодействовать напрямую и буквально передавать детали и инструменты «из рук в руки».

2. Щупальце с присосками

Еще один промышленный манипулятор от Festo, OctopusGripper, отлично подходит для переноса гладких округлых деталей. Он скопирован у осьминога и представляет собой эластичное щупальце с вакуумными присосками. Щупальце, присоски и основная часть манипулятора сделаны из мягкого силикона.



Концепт разработан в 2017 году, и сейчас компания тестирует OctopusGripper на двух пневматических легких роботах собственной разработки — BionicMotionRobot и BionicCobot. Плюс «искусственного щупальца» — в гибкости: его не нужно отдельно настраивать на каждый вид захватываемых объектов, он может манипулировать цилиндрическими и круглыми предметами разного диаметра.


BionicCobot c OctopusGripper

Глядя на OctopusGripper, видно, что инженеры намеренно придавали ему свойство с щупальцем осьминога, хотя другая форма, возможно, дала бы ему более широкие возможности.

3. Язык хамелеона

Более универсальный манипулятор — FlexShapeGripper, созданный в 2015 году. На его конце находится эластичный силиконовый колпак, который накрывает предмет и удерживает его. Под напором воздуха изнутри колпак расправляется и отпускает «добычу». Размер и форма предмета могут быть любыми.



Этот механизм инженеры «подсмотрели» у хамелеона, который захватывает своим языком насекомых разной формы. Но здесь подражание природе оказалось минимальным: от ящерицы здесь только форма колпачка, напоминающая её язык, и принцип удержания им предмета. В остальном FlexShapeGripper выглядит как обычный промышленный манипулятор, хотя и со странным устройством захвата.

Потенциальное применение FlexShapeGripper — производственные предприятия: он может перемещать мелкие и средние детали на линиях сборки и упаковки.

4. Робот-паук

Объемные коконы, которые могут строить пауки и некоторые виды гусениц, стали прообразом для 3D Cocooner. Это устройство, которое создает сетчатые формы из полимерной смолы. Сырье растапливается с помощью ультрафиолета, проходит через форсунки и образует прочный каркас заданной формы. Первый прототип выпустили в 2016 году; как предполагают инженеры Festo, в будущем технологию можно усовершенствовать и использовать для 3D-печати мебели.

3D Cocooner ничем не напоминает паука или гусеницу, а лишь использует ту же технологию.

А теперь о фейлах

В рамках Bionic Learning Network Festo позиционирует себя как разработчик концептов, но не производитель. Свои идеи компания готова продать партнерам, которые разработают на их основе серийное оборудование. Как сказано на официальном сайте, «Festo с самого начала поддерживает своих клиентов в разработке своих продуктов и сопровождает их от анализа рынка до функционального моделирования».

Впрочем, среди разработок Festo есть немало устройств сомнительной практической пользы. Это летающие пингвины, плавающие в воздухе медузы, управляемые шары с гелием, робот — летучая лисица, робот-чайка, робот-кенгуру. В промышленном производстве их представить сложно, они не могут нести груз и подойдут разве что для наблюдений с воздуха. По словам авторов концептов, эти роботы были созданы для тестирования сервоприводов, изучения аэродинамики и управления группами летающих объектов. Но популярность роликов с механическими зверями говорит нам, что это в немалой степени и пиар-ход.


AirPenguins


AirJelly


BionicKangaroo


BionicAnts


BionicFlyingFox


AquaJellies

Больше интересного о робототехнике — на robo-hunter.com:

• О первой в России программе по soft-робототехнике – профессор КФУ Евгений Магид
• Новая разработка: электронный пластырь, умеющий лечить раны
• RoboBUS: передвижные школы робототехники приедут в самые отдаленные уголки Украины
• Дрон-такси: что нам предлагают разработчики