這些美麗的發明是工程師們的探索,旨在使工業裝置具有更好的性能和更低的能耗。請跟随我們的腳步,走進機器人動物園。
我站在地上,茫然地盯着漂浮在頭頂上的龐然大物。
這是一隻充滿氦氣的蝠鲼,長約3米,銀色的翅膀輕輕拍打着周圍的空氣,在空中優雅地遊動,隻有皮膚的沙沙聲和電擊肌肉的啁啾聲揭示了它的真實身份。

仿生機器人是德國費斯托公司的完美作品。
然而,費斯托既不是玩具制造商,也不是人工智能專家,其主要業務是制造用于生産線上高速焊接,固定,切割和挖洞的工業機械。
該公司公共關系主管Pamela Berner解釋說:"我們一直在研究性能良好且能耗更低的機器。為此,我們從動物運動中尋求靈感。事實上,随着時間的推移,大自然已經有足夠的時間将動物的運動功能調整到最佳狀态。"
< >模仿動物,這樣做是明智的</h1>
十多年來,該公司的工程師一直忙于制作機器動物的模型:企鵝,水母,鳥類,魚類和大象鼻子。
規則是每個模型必須帶來一個或多個工業應用。以它前面的蝠鲼為例,它跳舞的翅膀催生了一個高效的機械鑷子,可以毫不費力地抓住微小的物體!
同樣基于這個模型,費斯托的工程師們已經完成了他們的頂級工作,鳥機器人!
不幸的是,該公司将這些作品視為寶藏,拒絕輕易展示它們,隻有在專業的沙龍或展覽中,您才能不時瞥見一兩件作品。
相比之下,我們接下來将向您展示的是一個機器人動物園,彙集了該公司的許多作品!
< h1頭條起源"h2">象鼻子</h1>
人與機器之間的曆史性握手。
受大象鼻子啟發的工程師創造了"大象鼻子機器人",模仿其原型的平滑,溫和的标志性動作。
即使機器不小心像鼻子一樣撞到你,也不會對你造成任何傷害。
費斯托認為,這項發明不僅可以在未來的工業中使用,還可以用于許多機器與人類直接接觸的地方,如醫院、實驗室等。
機器機頭的頂部裝有固定在軸上的三指機器人。當抓取小物體時,柔軟的"手指"可以随着物體的輪廓改變形狀,使操作更加合适。
兩家公司現在都裝備了這種"同鼻子機器人",費斯托不願透露公司名稱,但我們的調查顯示,其中一家在荷蘭,使用"同鼻子機器人"來選擇郁金香燈泡;
它是如何工作的:
"像鼻子一樣"由三個并排的空心管組成,相當于肌肉。給其中一根管子充氣,由聚酰胺(俗稱"尼龍")制成的氣囊會膨脹,管子會伸長。
充氣圓管延伸;
但由于它也被另外兩個未充氣的管子扣為人質,是以它彎曲了。此時,隻要空氣也注入另一根管子,就很容易控制"像鼻子"向各個方向上下轉動。
更好的是,"像鼻子一樣"可以随意彎曲和扭曲,因為它由三組這樣的元件組成,每個元件以三組為機關起作用。機械壓力傳感器測量每個液絡部的拉力,并将資料傳輸到計算機,計算機控制每個氣缸的膨脹或放氣。
< h1海鷗的"h2"原産>海鷗</h1>
SmartBird是費斯托最先進的機器人動物營地之一。它不是氦氣,而是像真正的鳥一樣揮舞着翅膀,足以僞造它。這種神奇的機器鳥不僅可以飛行,滑翔,還可以自行完成起飛和降落。
不僅如此,它還根據風向和氣壓變化實時調整自己。遙控器僅控制大緻方向。對于費斯托的節能目标,"智能鳥"讓這個願望完美實作。
為了保持它的飛行,它隻需要23瓦的功率,消耗相當于一個節能燈泡。
"智能鳥"主要由塑膠和碳纖維制成,形狀像海鷗的外殼僅重26克!
内置齒輪控制機翼的運動
為了盡量減少鳥體的重量,内部結構非常簡單,隻有内置的齒輪系統來控制機翼擺動。機翼尖端的微型電機用于控制機翼的輕微向前或向後旋轉,以推動"智能鳥"向前。内置計算機實時精确協調機翼的運動,確定平穩飛行。
< h1 魚頭魚原産地"h2">梭魚</h1>
梭子魚是費斯托的原創作品之一,比其他機器人動物更原始。它的主體是一個巨大的空腔,通過注入水或充氣來控制魚的浮選。多餘的空氣可以通過與嘴齊平的小孔排出。
兩個巨大的充氣"肌肉"使尾巴擺動運動,允許魚向前移動。像舵一樣,魚的尾巴控制着魚的方向,隐藏在身體側面的兩塊"肌肉"控制着它的角度,進行華麗的轉彎。
< h1 toutiao起源的"h2">企鵝</h1>
在費斯托的衆多機器人動物中,企鵝是蝠鲼的直系後代。像蝠鲼一樣,企鵝紡錘形的身體充滿了氦氣,以確定它們在空中的浮力,而揮舞的翅膀負責前進的動量。
兩者之間的明顯差別在于,企鵝可以在沒有操作員的情況下向後走!在地面計算機系統的監控下,企鵝可以與其他同類型的機器人自由旅行,而不會互相碰撞。
這是因為工程師在企鵝身上安裝了超音波發射和接收裝置,使它們能夠互相定位。
根據計算機指令,其他地面超音波發射器可用于建構虛拟屏障,防止企鵝穿越,進而将它們鎖定在看不見的空中水族館中。
在企鵝的翅膀内,有一個堅硬的杠杆,在發動機的力量下上下擺動。由于杠杆不位于機翼的中間,而是位于機翼的前部,是以當杠杆從下往上擡起時,機翼前緣在後緣之前擡起;
伺服電機可以将操縱杆的末端推向機翼的前緣或後緣
通過推動翅膀,企鵝可以繼續前進。那麼如何将其設定回去呢?這不能再簡單了,隻需安裝另一台發動機,将杠杆的末端拉到機翼後緣即可。這樣,當企鵝拍打翅膀時,它們可以向後退。
< h1 toutiao起源的"h2">蝠鲼</h1>
這個名為Air-Ray的機器人是費斯托開發的首批原型之一。蝠鲼的身體充滿了氦氣,這樣它們就可以在空中飛行。該機器人旨在展示鳍射線效應的有效驅動力。
憑借其異常簡單的機械部件,該機器人能夠模仿蝠鲼鳍的運動,進而在各種流體環境中"像魚一樣獲得水"。尾鳍上的配重僅在機器人擡起時起作用。機器蝠鲼可以遠端控制,但遙控器必須單獨操作每個發動機,這使得操作變得複雜。
在驗證了裝置的效率後,Festo 将"翅片"作為移動部件連接配接到漏鬥的末端。當球(或我們想要過濾的其他小物體)進入漏鬥時,相機會識别該物體并決定放入哪個籃子。
在發動機的作用下,"鳍"迅速左右扭曲,将出口指向相應的籃筐,使球自動滑到正确的位置。這台仍處于原型階段的機器可以在未來需要篩選的任何裝配線上發揮巨大作用。
想象一下,一張紙被折成兩半。當您将折疊的紙張互相移動時,折痕會相應地上升或下降。
控制垂直擺動的電纜(以藍色顯示)
機器蝠鲼的雙鳍運動并不複雜:鳍片的邊緣覆寫着電纜,這些電纜由小型電機依次拖曳,其中一些電機控制鳍片從上到下的垂直運動,其中一些從前到後在鳍片上拉伸,以便鳍可以來回扭曲。機器蝠鲼一起向前移動。
<h1頭條起源"h2">人形機器人</h1>
不要被這個"終結者"般的上半身所迷惑,它隻是一個視窗,真正重要的是氣動肌肉。
它們不僅功能強大,而且經久耐用,是以适用于所有類型的工業機械。
至于那個人手臂,雖然它實際上不在費斯托的願景之内,但它可能是邁向高負荷外骨骼的第一步。
機器人手臂上的每個"肌肉"實際上是一個覆寫着芳綸的橡膠管,芳綸是一種用于制造防彈背心和軍用頭盔的超高強度材料。以特殊方式纏繞的芳綸纖維允許充滿高壓空氣的"肌肉"徑向膨脹,是以當橡膠管鼓脹時,它們的長度會相應縮短,進而産生強烈的牽引力。
費斯托表示,橡膠肌肉的強度可以比相同管徑的氣動活塞強10倍!最細長的"肌肉"(直徑1厘米)舉起約70公斤的物體,而最厚的"肌肉"(直徑4厘米)舉起超過500公斤!真是赫拉克勒斯!
埃爾萬·勒孔特
編譯 王佳磊