一家「仿生」上癮的機器人公司,比波士頓動力大67歲:Festo最新仿生雨燕問世

五嘎子 4年前發布 | 877 次閱讀 機器人

  仿蜻蜓、仿袋鼠、仿水母、仿飛鳥…… 還有什么動物是這家不差錢的公司仿不了的?

  雖然 100 多年前人類就已經借助飛機飛上了天空,但這種硬邦邦的飛行器總讓人覺得不夠靈活。因此,在飛機出現之后的很長一段時間里,人們一直致力于做出一款真正像鳥一樣靈活的飛行器,德國的 Festo 公司便是其中之一。

  在今年的世界機器人大會上,這家公司向世人展示了他們的最新成果——仿生雨燕(BionicSwift)。

  這些仿生雨燕質量非常輕,只有 42 克,和一只麻雀差不多。但它們的體型要比麻雀要大很多:身長約 17.5 英寸(44.45 厘米),翼展 27 英寸(68.58 厘米)。

  雖然外形看起來非常簡潔,但這些 “雨燕” 能夠完成非常復雜的動作,包括急轉彎、垂直俯沖等:

  看到這里,你可能想到了我們之前介紹過的斯坦福「機器鴿(PigeonBot) 」。那款「機器鴿」擁有一款半生物半機械的「可變形翅膀」,不僅能在天空滑翔,還能在空中通過收縮、伸展翅膀完成轉彎、爬升等動作。 

  這款「機器鴿」重 280 克,它的翅膀是用真羽毛做的,所以省去了制造仿真羽毛的麻煩。

  相比之下,Festo 的這款 “仿生雨燕” 要輕很多,翅膀的每個部分都是由輕質、柔韌的泡沫材料制成。不要小看這一設計,在飛行器領域,移動的重量越少,材料的使用和能耗就越低,這直接影響了機器的續航能力。

  不同于「機器鴿」使用真羽毛,這只 “雨燕” 的羽毛是仿真的,每根 “羽毛” 都像屋頂上的木瓦一樣疊在一起,并與一支碳羽毛管相連。多支羽毛組成的完整陣列連接到主羽和副羽上,這樣它們就可以像真正的鳥類羽毛一樣無縫地一起滑動。

  例如,在上升過程中,空氣可以通過翅膀,產生一股升力。在隨后的下降過程中,翅膀的各個部分閉合,產生更強大的下降力;同時,仿生雨燕通過收縮翅膀使自己變小,從而減少摩擦。

  仿生雨燕的中間是一個包裹著撲翼(wing flapping)結構和通信陣列的外殼,其中包括一個無刷電機、兩個伺服電機、一塊電池,一組齒輪和一些無線電、控制、定位電路板。Festo 在一篇博客中表示,電機和機械系統之間的 “智能交互” 使其能夠調整拍打翅膀的頻率和抬升角度,以完成某些動作,如桶滾和大角度俯沖。

  在集體飛行時,安裝在室內的無線電 GPS 可以幫助每個機器鳥定位,因此編隊中的每只 “雨燕” 都有空間意識,可以按照一定的模式飛行。該裝置包括安裝在給定空間的幾個無線電模塊,每只 “雨燕” 都有一個無線電標記,可以向基地發送信號。

  根據這些脈沖信號,系統可以定位每只雨燕的確切位置,并將數據發送回主控計算機。主控計算機被用作導航系統。反過來,系統也可以告訴仿生雨燕按預先設定的路線飛行,如果因為風或其他環境條件而偏離了路線,雨燕可以自動修正自己的路線。

  Festo:一家癡迷于仿生的公司

  Festo 是德國的一家工業控制和自動化公司,創建于 1925 年,以制造各種異想天開的仿生機器人而聞名。這些仿生機器人不僅包括天上飛的,還包括水里游的和地上跑的。

  先說天上飛的。在過去的幾年,Festo 先后展示過仿生蜻蜓、仿生蝙蝠、仿生蝴蝶等黑科技:

  再說水里游的,比如仿生水母:

  最后,還有地上跑的,比如蜘蛛、袋鼠:

 

  弄這么多 “沒有用” 的東西,這家公司是有多不差錢?沒錯,它就是不差錢。

  你可能很難想到,這樣一家賽博朋克的公司其實是從做電鋸起家的。1925 年,Albert Fezer 和 Gottlieb Stoll 創立了 Festo(比波士頓動力早 67 年)。他們最初專注于修理木材加工機械,并通過將滑動軸承轉換為滾珠軸承來對這些機器進行結構修改。1927 年之后,公司開始研發自動化程度更高的電鋸以及其他各種受木工歡迎的自動化工作。

  Festo1927 年研發的移動電鋸。

  經過將近一個世紀的積累,Festo 已經成長為最著名的氣動元件、組件和系統生產廠商,為超過 35 個行業的 30 萬客戶提供氣動和電氣自動化技術。此外,它還擁有了足夠強大的現金流(營業額達 30 多億歐元),幾乎不受資本市場的影響。

  據說在前幾年的德國漢諾威工業博覽會期間,德國總理默克爾會帶著全球政要參觀 Festo 展臺,向他們介紹 Festo 的仿生動物黑科技。

  當然,也有人會詬病 Festo 的仿生機器人華而不實,但這家公司有自己的考量。

  在研發的過程中,他們從材料、動力、能源效率等多方面進行考慮,最終目的是在能源使用效率上進行提升。而且,他們還致力于從中提煉出真正有用的技術應用到其他領域,比如氣動肌腱、氣動機械臂等。

  如此看來,在商業化方面,Festo 似乎要比波士頓動力靠譜呢。

  參考鏈接:https://www.popularmechanics.com/technology/robots/a33250795/robotic-birds-bionicswift-festo/http://m.elecfans.com/article/696316.html

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