Festoの空気圧ロボティクスが人工知能に適合

Festoは、ハノーバーフェア2019で空気圧ロボットハンドBionicSoftHandを披露します。空気圧軽量ロボットであるBionicSoftArmと組み合わせることで、これらの未来のコンセプトは人間とロボットのコラボレーションに適しています。

BionicSoftHandは空気圧で操作されるため、人と安全かつ直接やり取りできます。 人間の手とは異なり、BionicSoftHandには骨がありません。 その指は、空気室を備えた柔軟なベローズ構造で構成されています。 ベローズは、弾性糸と高強度糸の両方で編まれた特別な3Dテキスタイルコートで指に囲まれています。 テキスタイルの助けを借りて、構造がどこで拡大して発電するか、そしてどこで拡大が妨げられるかを正確に判断することができます。 これにより、軽量で、柔軟で、適応性があり、敏感になりますが、強力な力を発揮できます。

人工知能

機械の学習方法は、人間の学習方法に匹敵します。肯定的な方法でも否定的な方法でも、それらを分類して学習するには、行動に続いてフィードバックが必要です。 BionicSoftHandは強化学習の方法を使用します。

つまり、特定のアクションを模倣する代わりに、手に目標が与えられるだけです。 試行錯誤法を使用して、目標を達成します。 受け取ったフィードバックに基づいて、タスクが最終的に正常に解決されるまで、アクションを徐々に最適化します。

具体的には、BionicSoftHandは12面の立方体を回転させ、前に定義した辺が最後に上を向くようにします。 必要な移動戦略は、コンピュータービジョンと人工知能のアルゴリズムを介して深度センサーカメラからのデータの助けを借りて作成されたデジタルツインの助けを借りて、仮想環境で教えられます。

正確な制御のための比例ピエゾバルブ

BionicSoftHandの配管作業をできる限り少なくするために、開発者は手に直接取り付けられる小型のデジタル制御バルブターミナルを特別に設計しました。 これは、グリッパーフィンガーを制御するためのチューブをロボットアーム全体に通す必要がないことを意味します。 したがって、BionicSoftHandは、給気用と排気用のチューブをそれぞれ1本だけ使用して、すばやく簡単に接続および操作できます。 比例ピエゾバルブを使用すると、指の動きを正確に制御できます。

工場労働者の手作業とロボットの自動化された動作との厳密な分離は、ますます脇に置かれています。 彼らの作業範囲は重複しており、共同作業スペースに統合されています。 このようにして、人間と機械は、安全上の理由から互いにシールドされることなく、将来、同じワークピースまたはコンポーネント上で同時に連携できるようになります。

BionicSoftArmは、FestoのBionicMotionRobotをさらにコンパクトに開発したもので、アプリケーションの範囲が大幅に拡大されています。 これは、モジュラー設計により可能になります。最大7つの空気圧ベローズセグメントおよび回転駆動装置と組み合わせることができます。 これにより、リーチとモビリティの面で最大限の柔軟性が保証されるため、必要に応じて最も狭いスペースでも障害を回避できます。 同時に、完全に柔軟性があり、人々と安全に作業できます。 直接的な人間とロボットのコラボレーションは、BionicSoftArmで可能であり、ピックアンドプレースタスクなどの従来のSCARAアプリケーションでの使用も可能です。

柔軟なアプリケーションの可能性

モジュラーロボットアームは、設計と取り付けられたグリッパーに応じて、さまざまな用途に使用できます。 柔軟な運動学のおかげで、BionicSoftArmは人間と直接かつ安全に対話できます。 同時に、キネマティクスにより、生産環境のさまざまな場所でさまざまなタスクに簡単に適応できます。ケージや光バリアなどの高価な安全装置を排除することで、変換時間を短縮し、柔軟に使用できます。そして経済的な生産

BionicFinWave：ユニークなフィン駆動を備えた水中ロボット

自然は、特定の水泳運動に最適な駆動システムがどのように見えるかを印象的に教えてくれます。 前進するために、海洋プラナリアとセピアはひれで連続波を作成し、それが全長に沿って進みます。 BionicFinWaveの場合、バイオニクスチームはこのうねるフィンの動きに触発されました。 起伏により水が後方に押し出され、前方に推力が発生します。 この原理により、BionicFinWaveはアクリルチューブシステムを介して前後に移動できます。

その2つのサイドフィンは完全にシリコンから鋳造されており、支柱やその他の支持要素を必要としません。 2つのフィンは、9つの小さなレバーアームの左右に取り付けられており、2つのサーボモーターによって駆動されます。 隣接する2つのクランクシャフトがレバーに力を伝達するため、2つのフィンを個別に動かして異なるシャフトパターンを生成できます。 それらは、ゆっくりと正確な移動に特に適しており、例えば、ねじ回しよりも少ない水を旋回させます。 クランクシャフトが柔軟であることを保証するために、各レバーセグメントの間にカルダンジョイントが配置されています。 この目的のために、ジョイントとコネクティングロッドを含むクランクシャフトは、3D印刷プロセスを使用してプラスチックで一体成形されています。

さまざまなコンポーネントのインテリジェントな相互作用

BionicFinWaveの本体の残りの要素も3Dプリントされており、そもそも複雑な形状を可能にします。 それらの空洞により、彼らは浮揚ユニットとして機能します。 同時に、制御および調整技術全体が水密で安全に設置され、非常に狭いスペースで同期されます。