На страницах нашего сайта мы достаточно часто рассказывали о творениях инженеров немецкой компании Festo, специализирующейся в области систем промышленной автоматизации. Эти творения являются яркой демонстрацией попыток выйти за пределы возможностей современных робототехнических технологий за счет использования биовдохновленных решений, благодаря чему на свет появились роботы-птицы, бабочки, стрекозы, муравьи, кенгуру и масса других механических “воплощений” живых существ. И недавно инженеры проекта Festo Bionic Learning Network продемонстрировали всему миру свои очередные достижения, включая летающего робота-птицу под названием BionicSwifts.
Каждый из пяти созданных экземпляров роботов BionicSwifts, имеет размах крыльев в 68 сантиметров, длину тела – 44 сантиметра, а вес всего этого составляет всего 42 грамма. И это весьма удивительно, ведь внутренняя начинка робота включает в себя механизм, обеспечивающий работу (взмахи) крыльев, компоненты управления, радиоуправления, навигационной системы, безщеточный электродвигатель, два сервопривода, аккумуляторную батарею и даже примитивную коробку передач.
Особым элементом, отличающим робота BionicSwifts от его предшественников, являются крылья, которые состоят из “перьев”, подобно крыльям живых птиц. Только вот плоскость искусственного пера изготовлена из легкой пены, насаженной на длинную иглу из углеродного волокна. Когда крыло делает взмах вниз, перья смыкаются, увеличивая площадь крыла и создаваемую им подъемную силу. Когда крыло находится в верхнем положении, перья размыкаются, сквозь образовавшиеся щели воздух проходит свободно, что позволяет снизить сопротивление воздуха и дает возможность роботу скользить в воздухе, подобно птице. По данным, полученным во время испытаний роботов BionicSwifts, такая конструкция машущего крыла является самой эффективной среди всего подобного, созданного ранее.
К сожалению, летающие роботы BionicSwifts могут летать только в пределах специально подготовленного помещения. Подготовка помещения заключается в установке специальных радио-модулей и к привязке их точного местоположения. Эти модули принимают сигналы радиомаркера каждого робота и система управления вычисляет с большой точностью местоположение каждого робота в каждый момент времени. И даже в пределах такого подготовленного помещения пять роботов BionicSwifts могут летать только по предопределенным маршрутам, успешно избегая столкновения друг с другом, и с препятствиями.
Справедливости ради следует отметить, что система управления роботов BionicSwifts все же обладает некоторым уровнем автономии, что позволяет роботу выправить свою траекторию после неожиданного возникновения нового препятствия или попадания робота в движущийся воздушный поток, создаваемый системой вентиляции, к примеру.
Как обычно, создавая свою очередную “игрушку”, инженеры Festo преследовали реальные практические цели. И в случае с роботами BionicSwifts этой целью являлись испытания навигационной системы, которая позволяет роботам ориентироваться в трехмерном пространстве и не использует никаких камер при этом. Вполне логично, что такая система может найти широкую область применения на фабриках и производственных предприятиях будущего, где подавляющим большинством “работников” будут роботы и автоматические линии.
Кроме летающего робота BionicSwifts, демонстрирующего поистине потрясающую грациозность полета, инженеры Festo, совместно со специалистами Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH) в Цюрихе, создали робота BionicMobileAssistant, имеющего основание, постоянно балансирующее на достаточно большом шаре. А наверху этого основания установлен манипулятор последнего поколения BionicSoftHand 2.0, который без повреждений может удерживать стеклянную электрическую лампочку или куриное яйцо, к примеру.
Двигательная система-на-шаре, так называемый ballbot, позволяет роботу BionicMobileAssistant двигаться в любом направлении и менять направление движения, не изменяя положения корпуса. Некоторые дополнительные шарниры, установленные на “кисти” манипулятора, обеспечивают повышенную точность движения, а помимо кисти манипулятор имеет еще две степени свободы, позволяющие ему перемещаться вперед-назад и вращаться влево и вправо вокруг своей оси. Все движения манипулятора приводят к смещению центра тяжести робота, что компенсируется быстродействующей системой обратных связей, управляющих вращением шара, на котором стоит робот.
Отметим, что прототип робота BionicMobileAssistant изначально разрабатывался для его использования на производстве. Однако, универсальность его конструкции позволяет при его помощи выполнять более широкий круг задач, включая ремонт и обслуживание других роботов, проведение осмотров и выполнение различных замеров в областях, которые несут опасность для здоровья человека.