2017年3月27日，F(xiàn)esto在德國斯圖加特舉行漢諾威預(yù)熱新聞發(fā)布會上，發(fā)布來自Festo仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)（Bionic Learning Network）的三大最新成果。
靈感源自于人的手臂，象鼻和章魚觸手，這三款仿生機(jī)器人具備柔性、安全的特性，開啟了人機(jī)交互的廣闊可能性。其中OctopusGripper項(xiàng)目是Festo 與北京航空航天大學(xué)合作的成果，這也是Festo仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)首次與亞洲高校開展合作。
OctopusGripper-從自然界章魚觸手獲取靈感的抓持器
章魚是一種迷人的海洋生物，沒有骨骼，幾乎完全以柔軟的肌肉組成，章魚能夠在水下自如地移動(dòng)，其觸手非常靈活和自如，可敏捷地抓捕不同形狀、不同尺寸的各種生物如貝類、魚類、蟹類甚至鯊魚。
OctopusGripper由氣動(dòng)的軟硅膠結(jié)構(gòu)構(gòu)成。接通壓縮空氣后，觸角將向內(nèi)彎曲，并可根據(jù)各自外形，輕柔地包裹抓取物體。如同其自然原型一樣，硅觸角的內(nèi)側(cè)安裝有兩排吸盤。位于抓手頂端的小型吸盤被動(dòng)發(fā)揮作用，而在較大的吸盤上則可以應(yīng)用真空，以牢固地抓住物體。由此將吸附與纏繞兩種方式結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對多種不同形狀、不同尺寸、不同擺放姿態(tài)物體的安全、無損、穩(wěn)定抓持。相比傳統(tǒng)剛性體機(jī)器人，仿生軟體觸手具備的柔性抓取特性使其可以更加高效、安全地與人類和自然界進(jìn)行交互。
該項(xiàng)目由Festo 與北京航空航天大學(xué)文力副教授及其實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)歷時(shí)一年半合作完成。對此次合作，文力副教授表示：“仿生軟體機(jī)器人是一項(xiàng)集材料、力學(xué)、生物學(xué)、自動(dòng)化等多學(xué)科的交叉研究，也是目前國際學(xué)術(shù)界的前沿研究熱點(diǎn)。其未來應(yīng)用除了工業(yè)抓持，還可以應(yīng)用到家庭服務(wù)、醫(yī)療康復(fù)、智能穿戴等多個(gè)領(lǐng)域?！?/p>
?。?xiàng)目負(fù)責(zé)人：前排，左一，F(xiàn)esto 仿生項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Elias Knubben博士；
后排中間，北京航空航天大學(xué)文力副教授）
OctopusGripper視頻鏈接: https://www.festo.com.cn/group/zh/repo/assets/media/OctopusGripper_2017_en_SD.mp4
BionicMotionRobot-具有自然運(yùn)動(dòng)特性的輕型機(jī)器人
無論是敏感、柔和、強(qiáng)大或動(dòng)態(tài)特性要求，均可一一滿足——BionicMotionRobot從象鼻和章魚觸須的運(yùn)動(dòng)中獲得啟發(fā)，采用了柔性氣動(dòng)波紋管結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的閥和控制技術(shù)，能毫不費(fèi)力地模仿這兩種原型的動(dòng)作。氣動(dòng)輕型機(jī)器人擁有十二個(gè)自由度，這種仿生手臂的負(fù)載能力為三公斤– 與本身重量相當(dāng)。
波紋管由堅(jiān)固的彈性體構(gòu)成。每個(gè)均由獨(dú)特的3D紡織面料包裹，與章魚觸須的肌纖維類似，得益于這一創(chuàng)新纖維技術(shù)，波紋管結(jié)構(gòu)能夠向所需運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行伸展，同時(shí)在另一個(gè)方向上受限，首次能最大限度釋放可用力。
BionicMotionRobot的手臂由三個(gè)基礎(chǔ)節(jié)段構(gòu)成，每段均由四個(gè)氣動(dòng)波紋管驅(qū)動(dòng)。Festo Motion Terminal（Festo數(shù)字控制終端）負(fù)責(zé)十二個(gè)柔性波紋管結(jié)構(gòu)的復(fù)雜控制和調(diào)節(jié)任務(wù)。安裝在系統(tǒng)縱軸的光學(xué)外形傳感器識別整體運(yùn)動(dòng)裝置的位置、形狀和互動(dòng)。通過這種模塊化設(shè)計(jì)，機(jī)器人手臂可在三個(gè)不同的方向上同時(shí)彎曲，并流暢地對其生物學(xué)原型的自然運(yùn)動(dòng)予以轉(zhuǎn)化。
柔性運(yùn)動(dòng)裝置概念以2010年的仿生搬運(yùn)助手為基礎(chǔ)，后者以其安全可靠的人機(jī)合作特點(diǎn)榮獲德國未來獎(jiǎng)。
視頻鏈接: https://www.festo.com.cn/group/zh/repo/assets/media/BionicMotionRobot_2017_en_SD.mp4
BionicCobot-敏感的人機(jī)協(xié)作幫手
BionicCobot運(yùn)動(dòng)方式以人類手臂為原型，整個(gè)結(jié)構(gòu)包括肩膀、上臂、肘、橈骨和尺骨以及爪手。該機(jī)器人有七個(gè)關(guān)節(jié)，每個(gè)關(guān)節(jié)都利用了二頭肌和三頭肌的自然工作機(jī)制 – 伸屈肌群高效率的相互作用。藉此，這個(gè)機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)非常精細(xì)的動(dòng)作，跟人的手臂功能無異。
BionicCobot 可以進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，動(dòng)作可充滿力量、敏捷，或敏感柔和、一觸即收；因此該系統(tǒng)即使與人發(fā)生碰撞也不會危及人身安全。這種特性的實(shí)現(xiàn)要?dú)w功于Festo Motion Terminal（數(shù)字控制終端），這是一種氣動(dòng)自動(dòng)化平臺，在小空間中整合了高精度機(jī)械元件、傳感器、復(fù)雜的控制和測量技術(shù)。
取決于待執(zhí)行的工作， BionicCobot 能配備多種不同的抓取系統(tǒng)。通過特別開發(fā)的圖形用戶界面可直觀地進(jìn)行操作：用戶可示教BionicCobot 需要執(zhí)行的動(dòng)作，配置相應(yīng)的參數(shù)。設(shè)置的工序可用拖拽功能復(fù)制到工序排序界面中，可實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)順序。整個(gè)運(yùn)動(dòng)順序在聯(lián)機(jī)設(shè)定時(shí)，機(jī)器人會同步完成動(dòng)作。平板電腦和Festo Motion Terminal（數(shù)字控制終端）之間的接口是機(jī)器人操作系統(tǒng)（ ROS）平臺，可計(jì)算動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃。
視頻鏈接: https://www.festo.com.cn/group/zh/repo/assets/media/BionicCobot_2017_en_SD.mp4
仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)
Festo仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)在世界上享有盛譽(yù)，通過與世界著名大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和開發(fā)型企業(yè)合作，在過去10余年研制出一系列聞名世界的仿生機(jī)器人，如智能飛鳥，仿生蝴蝶，仿生袋鼠等。其目標(biāo)是借助仿生學(xué)讓自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)過程更具效率和成效，為自動(dòng)化世界提供源源不斷的靈感。
