Robótica Pneumática da Festo Encontra Inteligência Artificial

A Festo exibirá a mão do robô pneumático BionicSoftHand na Feira de Hannover 2019. Combinados com o BionicSoftArm, um robô pneumático leve, esses Conceitos do Futuro são adequados para a colaboração humano-robô.

O BionicSoftHand é operado pneumaticamente, para que ele possa interagir com segurança e diretamente com as pessoas. Ao contrário da mão humana, o BionicSoftHand não possui ossos. Seus dedos consistem em estruturas de fole flexíveis com câmaras de ar. Os foles são encerrados nos dedos por um revestimento têxtil 3D especial feito de fios elásticos e de alta resistência. Com a ajuda do têxtil, é possível determinar exatamente onde a estrutura se expande e gera energia e onde ela é impedida de se expandir. Isso o 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 maneira positiva ou negativa - eles exigem um feedback após suas ações para classificar e aprender com elas. BionicSoftHand usa o método de aprendizado por 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, ele otimiza gradualmente 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 definido anteriormente aponte para cima no final. A estratégia de movimento necessária é ensinada em um ambiente virtual com o auxílio de um gêmeo digital, criado com a ajuda de dados de uma câmera de detecção de profundidade via visão computacional e os algoritmos de inteligência artificial.

Válvulas piezelétricas proporcionais para controle preciso

Para manter o esforço de tubulação do BionicSoftHand o mais baixo possível, os desenvolvedores projetaram especialmente um pequeno terminal de válvula controlado digitalmente, montado diretamente na mão. Isso significa que os tubos para controlar os dedos da garra não precisam ser puxados por todo o braço do robô. Assim, o BionicSoftHand pode ser conectado e operado de maneira rápida e fácil com apenas um tubo cada, para fornecer ar e ar de exaustão. Com as válvulas 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 deixada de lado. Suas faixas de trabalho são sobrepostas e se fundem em um espaço de trabalho colaborativo. Dessa forma, humanos e máquinas poderão trabalhar simultaneamente juntos na mesma peça ou componente no futuro - sem precisar se proteger um do outro por razões de segurança.

O BionicSoftArm é um desenvolvimento adicional compacto do BionicMotionRobot da Festo, cuja gama de aplicativos foi significativamente expandida. Isso é possível graças ao seu design modular: pode ser combinado com até sete segmentos de foles pneumáticos e acionamentos rotativos. Isso garante a máxima flexibilidade em termos de alcance e mobilidade, permitindo assim 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, bem como seu uso em aplicativos SCARA clássicos, como tarefas de escolha e localização.

Possibilidades flexíveis de aplicação

O braço modular do robô pode ser usado para uma ampla variedade de aplicações, dependendo do design e da garra montada. Graças à sua cinemática flexível, o BionicSoftArm pode interagir diretamente e com segurança com os seres humanos. Ao mesmo tempo, a cinemática facilita a adaptação a diferentes tarefas em vários locais nos ambientes de produção: a eliminação de dispositivos de segurança dispendiosos, como gaiolas e barreiras de luz, diminui os tempos de conversão e, portanto, permite o uso flexível - completamente de acordo com os requisitos adaptativos. e produção econômica

BionicFinWave: Robô subaquático com acionamento de nadadeira exclusivo

A natureza nos ensina de maneira impressionante como devem ser os sistemas de propulsão ideais para certos movimentos de natação. Para avançar, o planário marinho e o 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 ondulatório das barbatanas. A ondulação empurra a água para trás, criando um impulso para a frente. Este princípio permite ao BionicFinWave manobrar para frente ou para trás através de um sistema de tubos de acrílico.

Suas duas aletas laterais são completamente moldadas em silicone e não requerem escoras ou outros elementos de suporte. As duas aletas estão presas à esquerda e à direita de nove pequenos braços de alavanca, que por sua vez são acionados por dois servomotores. Dois virabrequins adjacentes transmitem a força às alavancas, para que as duas aletas possam ser movidas individualmente para gerar diferentes padrões de eixo. Eles são particularmente adequados para uma locomoção lenta e precisa e geram menos água do que, por exemplo, uma chave de fenda. Uma junta cardan está localizada entre cada segmento de alavanca para garantir que os eixos de manivela sejam flexíveis. Para esse fim, os virabrequins, incluindo as juntas e a biela, são feitos de plástico em uma única peça, usando o processo de impressão 3D.

Interação inteligente de uma ampla variedade de componentes

Os elementos restantes no corpo do BionicFinWave também são impressos em 3D, o que permite suas geometrias complexas em primeiro lugar. Com suas cavidades, eles atuam como unidades de flutuação. Ao mesmo tempo, toda a tecnologia de controle e regulação é estanque, instalada e sincronizada com segurança em um espaço muito apertado.