La robótica neumática de Festo se encuentra con la inteligencia artificial

Festo mostrará la mano del robot neumático BionicSoftHand en la Feria de Hannover 2019. Combinado con el BionicSoftArm, un robot neumático ligero, estos conceptos futuros son adecuados para la colaboración humano-robot.

El BionicSoftHand se opera neumáticamente, por lo que puede interactuar de manera segura y directa con las personas. A diferencia de la mano humana, BionicSoftHand no tiene huesos. Sus dedos consisten en estructuras de fuelles flexibles con cámaras de aire. El fuelle está encerrado en los dedos por una capa textil 3D especial tejida con hilos elásticos y de alta resistencia. Con la ayuda del textil, es posible determinar exactamente dónde se expande la estructura y genera energía, y dónde se evita que se expanda. Esto lo hace ligero, flexible, adaptable y sensible, pero capaz de ejercer fuertes fuerzas.

Inteligencia artificial

Los métodos de aprendizaje de las máquinas son comparables a los de los humanos: ya sea de manera positiva o negativa: requieren una retroalimentación después de sus acciones para clasificarlos y aprender de ellos. BionicSoftHand utiliza el método de aprendizaje por refuerzo.

Esto significa: en lugar de imitar una acción específica, a la mano simplemente se le da una meta. Utiliza el método de prueba y error para lograr su objetivo. Según los comentarios recibidos, optimiza gradualmente sus acciones hasta que la tarea finalmente se resuelve con éxito.

Específicamente, BionicSoftHand debe girar un cubo de 12 lados para que un lado previamente definido apunte hacia arriba al final. La estrategia de movimiento necesaria se enseña en un entorno virtual con la ayuda de un gemelo digital, que se crea con la ayuda de los datos de una cámara de detección de profundidad a través de la visión por computadora y los algoritmos de inteligencia artificial.

Válvulas piezoeléctricas proporcionales para un control preciso

Para mantener el esfuerzo de conectar el BionicSoftHand lo más bajo posible, los desarrolladores han diseñado especialmente un pequeño terminal de válvula controlado digitalmente, que se monta directamente en la mano. Esto significa que los tubos para controlar los dedos de la pinza no tienen que pasar por todo el brazo del robot. Por lo tanto, BionicSoftHand se puede conectar y operar rápida y fácilmente con un solo tubo cada uno para suministrar aire y extraer aire. Con las piezo válvulas proporcionales utilizadas, los movimientos de los dedos pueden controlarse con precisión.

La separación estricta entre el trabajo manual del trabajador de la fábrica y las acciones automatizadas del robot se está dejando de lado cada vez más. Sus rangos de trabajo se superponen y se fusionan en un espacio de trabajo colaborativo. De esta manera, humanos y máquinas podrán trabajar simultáneamente en la misma pieza de trabajo o componente en el futuro, sin tener que protegerse unos de otros por razones de seguridad.

BionicSoftArm es un desarrollo compacto adicional de BionicMotionRobot de Festo, cuya gama de aplicaciones se ha ampliado significativamente. Esto es posible gracias a su diseño modular: se puede combinar con hasta siete segmentos de fuelles neumáticos y unidades giratorias. Esto garantiza la máxima flexibilidad en términos de alcance y movilidad, por lo que le permite sortear obstáculos incluso en los espacios más reducidos si es necesario. Al mismo tiempo, es completamente flexible y puede trabajar de manera segura con las personas. La colaboración directa humano-robot es posible con BionicSoftArm, así como su uso en aplicaciones SCARA clásicas, como tareas de selección y colocación.

Posibilidades de aplicación flexibles.

El brazo modular del robot se puede utilizar para una amplia variedad de aplicaciones, según el diseño y la pinza montada. Gracias a su cinemática flexible, BionicSoftArm puede interactuar de forma directa y segura con los humanos. Al mismo tiempo, la cinemática facilita la adaptación a diferentes tareas en varios lugares en entornos de producción: la eliminación de dispositivos de seguridad costosos como jaulas y barreras de luz acorta los tiempos de conversión y, por lo tanto, permite un uso flexible, completamente de acuerdo con la adaptación y producción económica

BionicFinWave: robot submarino con accionamiento de aleta único

La naturaleza nos enseña de manera impresionante cómo deberían ser los sistemas de conducción óptimos para ciertos movimientos de natación. Para avanzar, los planos marinos y sepia crean una ola continua con sus aletas, que avanza a lo largo de toda su longitud. Para el BionicFinWave, el equipo biónico se inspiró en este movimiento ondulante de la aleta. La ondulación empuja el agua hacia atrás, creando un empuje hacia adelante. Este principio permite que BionicFinWave maniobre hacia adelante o hacia atrás a través de un sistema de tubos acrílicos.

Sus dos aletas laterales están completamente fundidas de silicona y no requieren puntales u otros elementos de soporte. Las dos aletas están unidas a la izquierda y a la derecha de nueve brazos de palanca pequeños, que a su vez funcionan con dos servomotores. Dos cigüeñales adyacentes transmiten la fuerza a las palancas para que las dos aletas se puedan mover individualmente para generar diferentes patrones de eje. Son particularmente adecuados para una locomoción lenta y precisa y agitan menos agua que, por ejemplo, un destornillador. Se encuentra una articulación cardán entre cada segmento de palanca para garantizar que los cigüeñales sean flexibles. Para este propósito, los cigüeñales, incluidas las articulaciones y la biela, están hechos de plástico en una sola pieza mediante el proceso de impresión 3D.

Interacción inteligente de una amplia variedad de componentes.

Los elementos restantes en el cuerpo de BionicFinWave también están impresos en 3D, lo que permite sus geometrías complejas en primer lugar. Con sus cavidades, actúan como unidades de flotación. Al mismo tiempo, toda la tecnología de control y regulación es estanca, se instala de forma segura y se sincroniza en un espacio muy reducido.