近日，據(jù)Festo官方消息稱，這家專門產(chǎn)出黑科技的德國自動化公司，又制造出了兩種新型仿生機器人，分別是仿生雨燕Bionic Swift和帶有氣動抓手的仿生移動機器人Bionic Mobile Assistant。

這家公司的神奇之處在于，他們會以大自然為設(shè)計靈感，生產(chǎn)出各種異常逼真的仿生機器人。比如，今天要提到的仿生雨燕Bionic Swift就是Festo的研發(fā)人員從飛燕身上汲取靈感，研發(fā)出了更加輕薄、更像鳥羽毛的飛行機器人羽翼。

▲仿生雨燕Bionic Swift

一、 人造羽毛使仿生雨燕體態(tài)輕至42克、飛行更自如

仿生雨燕Bionic Swift并不是Festo開發(fā)的第一批飛行機器人，此前的仿生狐蝠、仿生鴿子都是Feato從自然飛行模式中汲取靈感研發(fā)飛行機器人的代表。此外，這家公司還曾展示過他們研發(fā)的螞蟻機器人、電動蝴蝶、能跳躍的袋鼠機器人、蜘蛛機器人、能飛的企鵝和水母等多樣的仿生機器人。

▲螞蟻機器人和電動蝴蝶

▲袋鼠機器人和狐蝠機器人

▲能飛的企鵝和水母

而與之前不同的是，仿生雨燕憑借著輕量化的結(jié)構(gòu)開啟了Festo飛行機器人的新篇章。

仿生雨燕身長44.5厘米，機翼展開后長68厘米，而每只雨燕的整體重量只有42克，其中6克是電池的重量，此外還需要一臺電機控制機翼，以及另外兩臺電機來驅(qū)動飛行和進行轉(zhuǎn)向。仿生雨燕的飛行時間很穩(wěn)定，但目前只能飛行7分鐘。

為了將仿生雨燕的飛行呈現(xiàn)得更加逼真，F(xiàn)esto以真實的羽毛為模型，用柔軟而又堅固的泡沫制成超輕薄片，以疊瓦片的方式制成雨燕的翅膀，通過纖維套筒將機器鳥的翅膀和身體連接在一起。

▲仿生雨燕以超輕薄片制成的翅膀

在仿生雨燕向上沖程的時候，單個羽毛的薄片會扇出，以便空氣可以在翅膀中流過。這意味著仿生雨燕只需要較少的動力就可以將翅膀拉起。

▲仿生雨燕飛行

在向下俯沖的時候，雨燕的翅膀葉片會關(guān)閉，因而可以減小飛行的阻力。雨燕機器人的機翼更貼合自然，因此這一仿生雨燕的飛行性能要比以往通過驅(qū)動器提供動力飛行的機器人更好。

仿生雨燕是通過基于無線電的室內(nèi)GPS來確定飛行方向的，憑借這樣的系統(tǒng)才能保證5只仿生雨燕可以在既定的空中區(qū)域自主協(xié)調(diào)運動，并且不會相撞。

▲室內(nèi)GPS保證雨燕群正常飛行

二、氣動抓手2.0有113個嵌入傳感器還配有相機

仿生移動機器人Bionic Mobile Assistant可以自主移動，并且由于搭載了預(yù)先經(jīng)過數(shù)據(jù)增強訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它還可以獨立識別物體，并且能自主抓取物體并與操作人員協(xié)作，因此這種機器人非常適合充當(dāng)人類的助手。

▲仿生移動機器人Bionic Mobile Assistant

這個仿生移動機器人由三個子系統(tǒng)組成：球形可移動底座、機械臂（Dyna Arm）以及一種被稱為Bionic Soft Hand 2.0的氣動抓手。

從重量上來看，機械臂的DoF（自由度）為4，有效載荷為8千克。但這一整個機械臂的重量還不到8千克，包括電動機、齒輪箱、電動機控制電子裝置、傳感器在內(nèi)的每個電動機組件都僅重1千克。

而氣動抓手的靈感來自于人類的手，并且是對Festo在2019年推出的Bionic Soft Hand的進一步開發(fā)。

▲Bionic Mobile Assistant的手指像人的手指一樣可以彎曲

Bionic Soft Hand 2.0在緊湊的空間內(nèi)集成了微型閥技術(shù)、傳感器、電子元件和機械元件。手指由彈性波紋管結(jié)構(gòu)組成，其中含有氣腔，而手掌的表面包裹的是一層具有113個嵌入式傳感器的，結(jié)實并且可彎曲的織物。這一系列的設(shè)計使得氣動抓手同時具備輕量化、自適應(yīng)、敏感性的特點，同時還能保持強有力的抓取能力。

▲手掌表面的113個嵌入式傳感器

除了覆蓋了觸覺傳感器，Bionic Soft Hand 2.0的手腕內(nèi)部還安置了一個相機，以此來通過視覺檢測物體。通過使用這個相機，機器人手掌就可以檢測分辨和抓取不同的物體了。

▲Bionic Soft Hand 2.0的手腕內(nèi)部的相機

相較于Festo其他的仿生機器人來說，這款移動機器人更具有實用性。憑借著可以自主移動、獨立識別物體、自適應(yīng)抓取的能力，這一仿生移動機器人未來或許可以充當(dāng)服務(wù)機器人、組裝幫手，甚至還可以幫助人類進入危險的工作區(qū)域工作。

▲Bionic Mobile Assistant可以精準(zhǔn)抓取圍巾

結(jié)語：Festo協(xié)調(diào)實用功能，不再是黑科技“花瓶”

很多人之所以喜歡Festo，是因為他們每年都會投入時間和金錢從不同的生物上汲取靈感，研發(fā)出一些逼真、有趣甚至炫酷的機器人。這些機器人的功能普遍很強大，但實用性卻有限。

但是Festo這次新展示出來的兩款新的仿生機器人卻有一些不同。仿生雨燕從質(zhì)變上轉(zhuǎn)變了飛行機器人機翼的制造方式，通過葉片的設(shè)計減輕重量、調(diào)整受力。移動機器人的抓取和移動功能在未來甚至可以直接充當(dāng)人類助手進行抓取、運送等基礎(chǔ)項目，配合人類工作。由此看來，F(xiàn)esto這個做電鋸起家的德國氣動元件廠商在仿生機器人方面的造詣又進了一步。

消息來源： IEEE Spectrum、Tech Crunch