MODELE ROBOTÓW

AquaPenguin AirPenguin

W kwietniu 2009, podczas targów Hannover Messe Trade Exhibition niemiecka firma Festo zaprezentowała bardzo realistyczne i pełne wdzięku bioniczne roboty - pingwiny, które potrafią... pływać i latać jak prawdziwe zwierzęta.

Robo - pingwiny charakteryzują się hydrodynamiczną budową, używają do poruszania płetwy, dzięki którym prawie idealnie imitują naturalną kinematykę prawdziwych pingwinów. Firma Festo zaprezentowała także większe modele takich robotów (nazwanych AirPenguins), które napełnione helem, unoszą się w powietrzu.

Robot AquaPenguin i AirPenguin jest wyposażony w trójwymiarowy sonar bazujący na technologii ultradźwieków, opracowany przez firmę EvoLogics, który wykorzystywany jest do monitorowania otoczenia i pomagać ma w unikaniu zderzeń z różnego rodzaju przeszkodami, takimi jak ściany czy inne mechaniczne pingwiny. Mierzy on odległości od "widzianych" obiektów, dzięki czemu pingwiny nie zderzają się i mogą nawigować osobno lub  w grupie.
Taką samą technologię zastosowano w latającej wersji pinginów z tym, że w  ich przypadku, ruch jest monitorowany przez niewidzialne, ultradźwiękowe "stacje nadawcze".

Robo - pingwiny potrafią skręcać i zawracać - robią to prawie tak płynnie i naturalnie jak ich biologiczne odpowiedniki - a to dzięki zastosowaniu specjalnych elastycznych, podłużnych prętów wykonanych z włókna szklanego, kontrolujących ruchy głowy. AquaPenguin potrafi także pływać do tyłu i zawracać w miejscu.

Pręty te zaimplemetowane w okolicach głowy mechanicznego pingwina mogą być naciągane poprzez silniki umieszczone wewnątrz konstrukcji urządzenia, powodując skręcanie "szyi" robota, tym samym ustalając kierunek w jakim będzie się poruszał robot - zarówno podczas ruchu poziomego, jak i pionowego.

Konstrukcja głowy, szyi i ogona pingwina zostały oparte na nowej technologii 3D Fin Ray, zaczerpniętej z anatomii prawdziwych ryb. Pozwala ona zmienić swoje "organiczne" kształty, pozwalając na ruch w dowolnym kierunku.

Szkielet płetw to stanowią stalowe elementy sprężynowe zatopione w silikonie. Taka konstrukcja pozwala  wyginać płetwy do optymalnych kątów podczas ruchu w wodzie. Ci ciekawe możliwa jest regulacja stopnia wygięcia płetw, co wpływa na zmniejszenie bądź zwiększenie stopnia sterowności i zwrotności bionicznego pingwina.

Podobne założenia konstrukcyjne zastosowano w bliźniaczych urządzeniach - latającej wersji pingwinów - AirPenguins. Roboty te korzystają z nieco zmodyfikowanej technologii 3D Fin Ray. Aby roboty te mogły się unosić w powietrzu, specjalna komora o pojemności około 1 metra sześciennego musi być pełniona helem. Taka ilość wystarcza na podniesienie ciężaru o masie około 1 kg. Do sterowania ruchem powietrznych pingwinów służy system prętów z włókien węglowych i złączy, połączonych kablami i paskami napędowymi.

W przypadku wodnych pingwinów, częstotliwość uderzeń płetw jest regulowana wysokowydajny silnik elektryczny, natomiast amplituda tych uderzeń jest kontrolowana przez specjalny układ dźwigniowy. Efektem działania tych systemów jest bardzo realistyczny ruch mechanicznych pingwinów, do złudzenia przypominający sposób poruszania się prawdziwych pinginów, wyglądający jak "podwodny lot".

Z kolei ruch powietrznych pingwinów jest kontrolowany przez serwomechizmy, odpowiadające za częstotliwość uderzeń skrzydeł oraz sposób ruchu - do przodu,  do tyłu, w górę i w dół.
Inżynierowie z Festo do budowy robotów zainspirowali się właśnie pingwinami nie bez powodu. Ewolucja pingwinów trwająca 40 milionów lat doprowdziła do wykształcenia idealnych kształtów ciała, doskonalne sprawdzających się w środowisku podwodnym, jednocześnie niezwykle wydajnych pod względem zapotrzebowania na energię potrzebną do ruchu.

Firma Festo chce zastosować w przemyśle niektóre z rozwiązań zaimplementowanych do konstrukcji bionicznych pingiwnów.

Źródło: Festo

Roboty AquaJelly i AirJelly

Strona producenta - Festo