Efektywnie wykorzystujący zasoby, posłuszny i przystosowujący się – to zdaniem niemieckiej firmy Festo znaki szczególne urządzenia Bionic Handling Assistant. Projekt autorstwa zespołu Bionic Learning Network sprawia, że temat współpracy człowieka z technologią staje się bardziej zrozumiały. Jednocześnie dla automatyki znaleziono nowe pola zastosowań.

Fot: Festo

To co ludzie mogą zrobić palcami, słonie wykonują trąbą. Te ogromne zwierzęta są inteligentne i potężne. Bardzo umiejętnie wykorzystują trąbę jako organ dotykowy i narzędzie do chwytania. Inżynierowie z Festo obserwowali te umiejętności i podjęli próbę ich naśladowania. Trąba słonia była inspiracją najnowszego projektu Bionic Learning Network. Analiza budowy i sposobu działania trąby w połączeniu z zastosowaniem nowoczesnych technologii produkcji doprowadziła do stworzenia całkowicie nowego mechatronicznego systemu manipulacyjnego. Może on przenosić duże siły i działać również jako chwytak. Urządzenie Bionic Handling Assistant składa się z trzech podstawowych części zapewniających ruch w trzech wymiarach, tj. szkieletu mechanicznego, osi do manipulacji/handlingu i chwytaka z adaptacyjną funkcją dotyku. U podstaw projektu Bionic Handling Assistant leżały lekkie konstrukcje pneumatyczne, opracowane przez prof. Dietera Mankau na Uniwersytecie w Offenbach i nowatorskie mieszki wykonane przez Instytut Technologii i Automatyki Produkcji Fraunhofer (IPA) w Stuttgarcie.

Współpraca między człowiekiem a techniką

Podstawy projektowania technologicznego urządzenia Bionic Handling Assistant doprowadziły do powstania zasadniczo nowych i ukierunkowanych na rozwój innowacyjnych rozwiązań, które znacznie wyprzedziły prototypy zaprezentowane podczas ostatniej edycji targów Hannover Messe. Obszary zastosowania tej nowej technologii nie są ograniczone do żadnego konkretnego procesu produkcyjnego. Bionic Handling Assistant realizuje koncepcję rzeczywistej współpracy człowieka z maszyną. Koncepcja ta zakłada, że bezpośredni kontakt między nimi, przypadkowy lub zamierzony, nie jest niebezpieczny. W przypadku kolizji, Bionic Handling Assistant poddaje się i odkształca, nie zmieniając przy tym zachowania dynamicznego. Gdy niebezpieczeństwo zniknie, urządzenie natychmiast kontynuuje swój łagodny i precyzyjny ruch.

Fot:Festo

Delikatna manipulacja zasobami

Jak podkreślają projektanci, Bionic Handling Assistant jest wszechstronnym urządzeniem. Jego lekka konstrukcja charakteryzuje się unikatowym stosunkiem masy do obciążenia roboczego oraz płynnymi sekwencjami ruchu ze znacznie większą liczbą stopni swobody. Jest także bardzo wydajny, jeśli chodzi o zużycie surowców, zarówno na etapie produkcji jaki i działania. Te cechy „zautomatyzowanej trąby słonia” pozwalają na rozszerzenie zakresu zastosowań na automatyczne chwytanie wrażliwych przedmiotów, takich jak owoce, warzywa, jaja i rośliny, bezpieczną manipulację przedmiotami o bardzo nietypowych kształtach oraz na technologie medyczne, tak ważne dla przyszłości ludzkiej rasy. Urządzenie może również służyć pomocą ludziom niepełnosprawnym i starszym.

Bardzo oszczędne

Specjalne wymagania, jakie stawia produkcja urządzenia Bionic Handling Assistant, mogły zostać spełnione tylko dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii wytwarzania przyrostowego. Decydującą ich zaletą jest wysoka opłacalność. Ogromna elastyczność i niska gęstość poliamidu (tylko 0,95 g/cm³) sprawia, że jest to idealny materiał do produkcji urządzenia Bionic Handling Assistant. Poliamid, dzięki doskonałym własnościom nośnym, oferuje nieosiągalny wcześniej stosunek ciężaru własnego do zdolności przenoszenia sił. Jeśli chodzi o zasoby do projektowania i produkcji, ta nowa technologia ma niewielkie potrzeby w porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami. W przyszłości wytwarzanie przyrostowe ze swoją wyjątkową elastycznością i niskim zużyciem zasobów będzie miało główny udział w produkowanych na zamówienie, nienaruszających równowagi ekologicznej wyrobach.

(Festo)