Che cosa possiamo imparare dalla natura? Quali competenze del mondo animale possono essere utilizzate per applicazioni industriali? In Bionic Learning Network ci siamo posti queste domande per anni. In collaborazione con università, istituti e società di sviluppo, progettiamo da anni veicoli di ricerca, i cui principi tecnici si basano direttamente sulla natura. Un tema ricorrente sono i movimenti e le funzioni uniche della proboscide dell'elefante.
Con il Bionic Handling Assistant (2010), il BionicMotionRobot (2017) e il BionicSoftArm (2019), è emersa nel tempo una serie di bracci robotici leggeri e pneumatici. Grazie alle loro strutture flessibili a soffietto, possono tutti implementare senza sforzo le fluide sequenze di movimento del modello naturale. A mano a mano che si evolvevano, i concetti bionici diventavano più compatti, più piccoli nelle dimensioni e più veloci da mettere in funzione.
Per il Bionic E-Trunk in filigrana i nostri sviluppatori, in collaborazione con il centro per la meccatronica e la tecnologia di automazione di Saarbrücken, hanno per la prima volta miniaturizzato e implementato elettricamente le forme naturali del movimento di una proboscide.
Bionic E-Trunk è composto da due segmenti lunghi 140 millimetri con un diametro affusolato. Al centro è presente una struttura in materiale stampato in 3D e un'asta superelastica per la stabilizzazione longitudinale. Attorno a questo centro, simile ad una colonna vertebrale, sono disposti fili sottili in un materiale metallico speciale, la cosiddetta lega a memoria di forma.
La lega a memoria di forma esiste in due strutture diverse a seconda della temperatura: se viene riscaldata, ad esempio con l'aiuto dell'elettricità, i fili si accorciano. Quando si raffreddano, "ricordano" la loro forma precedente e tornano alla loro posizione originale. Questo permette di piegare Bionic E-Trunk individualmente e in modo controllato in qualsiasi direzione spaziale. Quanto più sottili sono i fili, tanto più velocemente si riscaldano, si raffreddano di nuovo e, quindi, reagiscono più direttamente al loro controllo.
Nella realizzazione del concept, gli sviluppatori hanno scelto una disposizione simile ai progetti di proboscide ad azionamento pneumatico del passato. Per ciascun segmento sono installati tre fasci di fili, ciascuno composto da due o quattro fili singoli. Può quindi essere guidato in una direzione definita a seconda dell'attivazione separata dei fili. Interagendo tra loro, questi muscoli artificiali negli elementi assicurano i movimenti fluidi e flessibili di Bionic E-Trunk.
Grazie al suo basso peso specifico di soli dodici grammi, la proboscide può essere spostata facilmente con gli attuatori in leghe a memoria di forma. Rispetto ad altri principi di azionamento, questi hanno il più alto rapporto forza-peso.
In combinazione con una micro-pinza, Bionic E-Trunk potrebbe essere utilizzato per movimentare piccoli oggetti. Inoltre, il concetto rende possibile un dosaggio nel settore del Life Science. A questo scopo, un tubo flessibile potrebbe essere attaccato al lato della struttura. Questo potrebbe a sua volta essere utilizzato per rimuovere liquidi dai recipienti e trasferirli in altri contenitori. Sarebbe anche concepibile emettere flussi d'aria mirati per pulire aree ristrette.
Mentre i predecessori ad azionamento pneumatico erano utilizzati esclusivamente per dimostrare la presa positiva di oggetti, la proboscide Bionic E-Trunk può essere utilizzata per implementare altre funzioni della proboscide dell'elefante: l'assunzione e l'erogazione di liquidi o aria.