Независимо дали трябва да хванем, да задържим или завъртим, да докоснем, да пишем или да натиснем – всички ние ежедневно използваме ръцете си за най-различни действия. В това отношение човешката ръка, с уникалната си комбинация от сила, сръчност и фина моторика, е истинско чудо на природата. И какво може да бъде по-естествено от това и колаборативните роботи, които са предназначени за съвместна работа с хора, да имат захващащ механизъм, създаден на базата на този природен модел. Механизъм, който изпълнява различни задачи чрез самообучение с използването на изкуствен интелект? „Festo показа за първи път бионичната ръка BionicSoftHand през 2019 г. В комбинация с манипулатора BionicSoftArm - лек пневматичен робот, концепциите на бъдещето ясно включват безопасното сътрудничество между човека и робота“, коментираха за Инженер.bg от Фесто ООД.

BionicSoftHand се задвижва пневматично, така че да може директно да си взаимодейства с човека, без да го застрашава. За разлика от човешката ръка, BionicSoftHand няма кости. Пръстите на бионичната ръка се състоят от гъвкави силфонни структури с въздушни камери, около които има специална тъкан от еластични влакна с висока якост, която е отпечатана с 3D принтер. С помощта на тъканта е възможно да се определи къде точно структурата се разширява и генерира усилие, както и къде разширяването се възпрепятства. Това прави ръката лека, гъвкава, адаптивна и чувствителна, но в същото време способна да упражни голяма сила.

За ролята на изкуствения интелект

„Методите на обучение на машините са сравними с тези на хората - независимо дали става въпрос за желан или нежелан ефект, те изискват обратна връзка като резултат от техните действия, за да ги класифицират и да се учат от тях. BionicSoftHand използва точно такъв метод на обучение чрез проби и грешки. Какво означава това? Вместо да имитира конкретно действие, на ръката се задава цел и тя я постига, използвайки метода на пробите и грешките. Въз основа на получената обратна връзка, тя постепенно оптимизира действията си, докато задачата най-накрая бъде успешно изпълнена“, коментираха от Фесто ЕООД.

Като конкретен пример може да се посочи поставената задача към BionicSoftHand да завърти многостенно тяло с 12 страни, така че в края на манипулациите точно определена страна да сочи нагоре. Ръката се обучава на необходимата стратегия за движение във виртуална среда чрез дигитален двойник, който се създава с помощта на данни от 3D камера за машинно зрение и чрез алгоритмите на изкуствения интелект.

BionicSoftHand: пропорционални пиезовентили за прецизен контрол

За да се поддържа налягането в пневматичните тръбопроводи на BionicSoftHand на възможно най-ниско ниво, специалистите на Festo са проектирали малък вентилен остров с дигитално управление, който е монтиран директно на ръката. Такова решение осигурява управление на пръстите на манипулатора, без да е необходимо подаване на въздух през цялото рамо на робота. По този начин BionicSoftHand може бързо и лесно да се свързва с общата пневматична система и да използва само една тръба за подаване и отвеждане на отработения въздух. С използваните пропорционални пиезовентили движенията на пръстите могат да бъдат прецизно контролирани. Вентилният остров обхваща 24 вентила, които са свързани чрез разпределител към десетте пневматични връзки на пръстите на захващащия механизъм и двата въртящи се модула. В същото време сензорите за налягане, които осигуряват прецизния контрол, са разположени на разпределителната плоча. За да се реализира такъв сложен дизайн от въздуховоди в толкова тясно пространство, разпределителят е отпечатан с 3D технология.

BionicSoftArm: един манипулатор, много варианти

Строгите граници между ръчния труд на човека и автоматизираните действия на робота все повече се размиват. Зоните им на работа се припокриват все повече и се сливат в едно общо работно пространство. Така човекът и машината ще могат едновременно заедно да работят върху един и същ детайл или компонент, без да се налага да бъдат отделяни с прегради един от друг за осигуряване на безопасни условия на труд.

BionicSoftArm е нова компактна доработка на добре известния вече BionicMotionRobot на Festo, чийто обхват от приложения сега е значително разширен. Това става възможно, благодарение на модулната конструкция на BionicSoftArm, която обединява няколко пневматични силфонни сегмента и задвижващи механизми за въртеливо движение. Решението гарантира максимална гъвкавост по отношение на обхвата и мобилността. В същото време манипулаторът е максимално гъвкав и гарантира безопасност при съвместната работа с хора. Той намира приложение както в операции с непосредствено сътрудничество с човек, така и в класически приложения в SCARA системи при изпълнението на манипулационни задачи.

Възможности за гъвкаво приложение

Модулният манипулатор може да се използва в най-различни приложения в зависимост от изпълнението и монтираното захващащо устройство. Благодарение на гъвкавата си кинематика BionicSoftArm може да си взаимодейства директно и безопасно с човека. „В същото време кинематиката улеснява адаптирането му към различни задачи, на различни места в производствената среда. Липсата на необходимост от скъпи устройства за защита, например на предпазни клетки и светлинни бариери, намалява времето за пускане в експлоатация на новото място и осигурява гъвкаво, адаптивно и рентабилно производство“, поясниха в заключение от Фесто ЕООД.

Повече информация за Фесто ЕООД, марките, продуктите и услугите, които предлага у нас, реализации и актуални промоционални кампании, бихте могли да намерите в микросайта на фирмата в Борса.bg!

Източник на снимковия материал: Фесто ЕООД, Festo