在2016年4月25日-29日舉行的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，費(fèi)斯托仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)攜兩大全新研究項(xiàng)目精彩亮相。FreeMotionHandling飛行輔助系統(tǒng)可抓取物體朝任意空間方向自由移動(dòng)。3D Cocooner項(xiàng)目從“數(shù)字制造”和輕量化設(shè)計(jì)等最新生產(chǎn)技術(shù)中汲取靈感，與自然界中的動(dòng)物吐絲原理完美結(jié)合，可在三維空間自由構(gòu)建任意形狀和結(jié)構(gòu)。
飛行和抓取一直是費(fèi)斯托仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的研究重點(diǎn)。通過(guò)FreeMotionHandling 無(wú)人機(jī)，研發(fā)人員首次在同一技術(shù)載體中實(shí)現(xiàn)兩大功能的結(jié)合。
FreeMotionHandling——–具有抓取功能的球形無(wú)人機(jī)
該室內(nèi)球形無(wú)人機(jī)由一個(gè)超輕碳環(huán)和八個(gè)自適應(yīng)螺旋槳構(gòu)成，中央是一個(gè)可旋轉(zhuǎn)氦氣球體，配有集成夾緊元件。球體配備機(jī)載智能電子元件，依靠室內(nèi)GPS協(xié)調(diào)，可自主朝任意方向移動(dòng)，抓取物體并將其放置于適當(dāng)位置。FreeMotionHandling球體無(wú)需人員操控，但操作人員可隨時(shí)與球體輕松安全地進(jìn)行互動(dòng)。這為未來(lái)工作空間開(kāi)啟全新視角：此類球體可充當(dāng)員工的空中輔助系統(tǒng)，承擔(dān)高空作業(yè)或在大型倉(cāng)庫(kù)空中傳遞設(shè)備。FreeMotionHandling球體研發(fā)過(guò)程中，工程師運(yùn)用了仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的兩大研發(fā)成果：FreeMotionHandling球體抓取機(jī)制基于通用型FlexShapeGripper項(xiàng)目，以變色龍舌頭作為自然樣板。氦氣球體則進(jìn)一步對(duì)eMotionSpheres項(xiàng)目進(jìn)行拓展。
飛行輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空中抓取
FreeMotionHandling球體出眾之處不僅在于其獨(dú)特飛行特征，更因其可完成最高180度旋轉(zhuǎn)，將抓取物體朝任意空間方向自由移動(dòng)。與普通配置抓取器的四軸飛行器不同，F(xiàn)reeMotionHandling球體不僅可從上往下靠近物體，更可從不同角度抓取物體。接近目標(biāo)物體時(shí)，球體可借助兩個(gè)攝像頭自主進(jìn)行路徑規(guī)劃：一個(gè)攝像頭位于抓取元件內(nèi)，另一個(gè)緊靠其外殼。球體外部配有一臺(tái)微型電腦，不間斷分析兩個(gè)攝像頭傳輸?shù)男盘?hào)。通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)先調(diào)整球體軟件，可在任何照明條件和角度下自動(dòng)識(shí)別待抓取物體。
3D Cocooner——噴絲器仿生結(jié)構(gòu)
建筑作品通常是人類杰作，但動(dòng)物世界亦存在令人驚艷的設(shè)計(jì)。舉例而言，非洲織巢鳥(niǎo)使用樹(shù)葉樹(shù)枝織出頗具藝術(shù)感的精美巢穴，巢中居住數(shù)百只鳥(niǎo)，耐用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)代。蜜蜂、黃蜂和白蟻巢穴層層相扣，蜘蛛和毛蟲(chóng)則用絲線編出令人驚嘆的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。蜘蛛和毛蟲(chóng)體內(nèi)產(chǎn)生一種液體，該液體一旦暴露在空氣中便會(huì)聚合固化成一股強(qiáng)韌絲線，然后編織成捕蟲(chóng)網(wǎng)或蟲(chóng)繭。費(fèi)斯托從中汲取靈感，依托仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)打造3D Cocooner設(shè)備。該設(shè)備模仿毛蟲(chóng)使用噴絲頭噴出玻璃纖維，依據(jù)需求定制輕量化結(jié)構(gòu)。噴絲器通過(guò)抓取系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，帶粘性的玻璃纖維外面涂覆一層UV固化樹(shù)脂，噴射后通過(guò)不斷連接而構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)。然而，有別于傳統(tǒng)層疊堆積的3D打印方式，3D Cocooner設(shè)備產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)無(wú)法堆層，但可在三維空間自由構(gòu)建任意形狀和結(jié)構(gòu)。
高速抓取系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制和敏捷性
3D Cocooner的抓取系統(tǒng)為水平安裝的EXT-45型三腳架。其三臂平行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)可在三維空間內(nèi)精準(zhǔn)迅速控制，敏捷性能亦滿足任務(wù)要求。通過(guò)3D Cocooner，虛擬設(shè)計(jì)軟件直接向機(jī)器發(fā)出制造指南。由此，物體可直接經(jīng)由數(shù)字鏈從最初理念設(shè)計(jì)階段貫穿至成品的打造，無(wú)需經(jīng)過(guò)以往銷售、生產(chǎn)和物流步驟。
仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)
仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)是費(fèi)斯托在開(kāi)展技術(shù)教育與培訓(xùn)工作方面的一個(gè)范例。通過(guò)與學(xué)生、著名大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和開(kāi)發(fā)型企業(yè)合作，費(fèi)斯托對(duì)項(xiàng)目給予資助，同時(shí)輔以測(cè)試和技術(shù)載體。其目標(biāo)是借助仿生學(xué)讓自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)過(guò)程更具效率和成效。仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)為解決復(fù)雜任務(wù)提供絕佳方法。
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