De BionicMobileAssistant beweegt autonoom in de ruimte en kan objecten zelfstandig herkennen, adaptief vastpakken en met mensen samenwerken. De verwerking van de geregistreerde informatie wordt uitgevoerd door een neuraal netwerk dat vooraf is getraind met behulp van data augmentation.
Mensen en robots zullen in de toekomst steeds nauwer samenwerken. Daarom houden we ons bij Festo intensief bezig met systemen die de mens bijvoorbeeld bij monotone of gevaarlijke werkzaamheden zouden kunnen ontlasten en tegelijkertijd geen risico vormen. Kunstmatige intelligentie speelt hierbij een centrale rol.
De BionicMobileAssistant, in samenwerking met de ETH Zürich ontwikkeld, bestaat uit drie subsystemen: een mobiele robot, een elektrische robotarm en de BionicSoftHand 2.0. De pneumatische grijper is geïnspireerd op de menselijke hand en een doorontwikkeling van de BionicSoftHand uit 2019.
Met de DynaArm, een elektrische robotarm, zijn snelle en dynamische bewegingen mogelijk. Daarvoor zorgt het lichtgewicht ontwerp met sterk geïntegreerde aandrijfmodules die slechts een kilogram wegen. In deze zogenaamde DynaDrives worden de motor, tandwielkast, motorbesturingselektronica en sensoren in een zeer kleine ruimte geïnstalleerd. Daarnaast heeft de arm een hoge vermogensdichtheid, die met één kW bij 60 Nm aandrijfmoment veel verder gaat dan die van de gebruikelijke industriële robots.
Dankzij modelgebaseerde krachtregeling en regelalgoritmen ter compensatie van dynamische effecten kan de arm goed reageren op externe invloeden en dus zeer gevoelig met zijn omgeving interageren. Hij wordt bestuurd door een ballbot via een EtherCAT-communicatiebus. Dankzij de modulaire opbouw kan de DynaArm snel en eenvoudig in gebruik worden genomen en gemakkelijk worden onderhouden.
De ballbot is gebaseerd op een geavanceerd aandrijfconcept: hij balanceert op een bal die wordt aangedreven door drie omniwheels. Hierdoor kan de BionicMobileAssistant in elke willekeurige richting manoeuvreren. De robot raakt de grond continu maar op één punt en kan zo door nauwe doorgangen navigeren. Om zijn evenwicht te bewaren, moet hij continu bewegen. De bewegingen worden gepland en gecoördineerd met behulp van plannings- en besturingsalgoritmen die zijn opgeslagen op een krachtige computer in het lichaam van de ballbot.
De stabiliteit van de robot wordt volledig dynamisch gerealiseerd – bij externe invloeden kan de ballbot de bal snel in rotatie brengen en zo zijn evenwicht bewaren. Met behulp van een traagheidsmeeteenheid en positie-encoders op de wielen registreert hij zijn bewegingen en de relatieve helling van het systeem. Een optimalisatieprogramma gebruikt deze data om te berekenen hoe de robot en arm moeten bewegen om de hand in de doelpositie te brengen en tegelijkertijd de robot te stabiliseren.