Żółwie poruszają się na lądzie w układzie krzyżowym. Po napełnieniu sprężonym powietrzem BionicTurtleWalker jednocześnie wypycha swoje ukośnie ustawione nogi w dół i pcha się do przodu - tak jak jego naturalny model. Centralnym elementem BionicTurtleWalker jest pneumatyczny moduł logiczny opracowany przez klaster doskonałości "Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS)" na Uniwersytecie we Fryburgu.
Pneumatyczny moduł logiczny
To "centrum sterowania" żółwia wykonuje zadania, które w innych przypadkach realizowane są przez zawory i elektryczne elementy sterujące w systemach pneumatycznych. Pozwala to precyzyjnie kontrolować ruchy czterech nóg i wymaga tylko jednego przewodu zasilającego sprężonym powietrzem.
Opracowane pneumatyczne moduły logiczne mają kilka zalet w porównaniu z konwencjonalnymi systemami. Składają się one z dwóch komór zaworowych, za pomocą których można wykonywać operacje Boole'a.
Dzięki swojej konstrukcji mogą być wytwarzane addytywnie bezpośrednio z elastycznego materiału i obsługiwane przy niskim ciśnieniu pneumatycznym, co znacznie obniża koszty produkcji, złożoność systemu i koszty operacyjne.
"Pneumatyczne sterowanie logiczne otwiera nowe obszary zastosowań dla całkowicie elastycznych, miękkich robotów, w których konwencjonalne, sterowane elektrycznie systemy zawiodłyby"
Dr Falk Tauber, klaster doskonałości livMatS na Uniwersytecie we Freiburgu
Elastyczny, ale wytrzymały materiał
Wszystko - od pancerza, przez pneumatyczny moduł logiczny, po nogi BionicTurtleWalker - zostało wydrukowane w 3D i wykonane z termoplastycznego poliuretanu (TPU). Materiał ten łączy w sobie właściwości gumy i tworzywa sztucznego: Jest trwały, elastyczny, a jednocześnie wytrzymały. Moduł logiczny może zatem wytrzymać obciażenia do 900 kg.
Pozwala to modułowi logicznemu na odkształcenie, a następnie powrót do pierwotnego stanu. Jeśli chodzi o gospodarkę o obiegu zamkniętym, TPU można przetopić i ponownie wykorzystać.
Perspektywy i potencjał
Technologia pneumatycznych modułów logicznych z TPU nadaje się także do zastosowań, w których ludzie i roboty bezpośrednio ze sobą współpracują. Łącząc kilka modułów, można wyprodukować pneumatyczne elementy sterujące dla pneumatycznych miękkich robotów, które mogą mieć dowolną liczbę stopni swobody.
Skutkuje to licznymi obszarami zastosowań. Jeden moduł może na przykład sterować otwieraniem i zamykaniem chwytaka pneumatycznego. W przypadku bardziej złożonych aplikacji, moduły mogą być łączone i produkowane jako jeden blok lub zintegrowane bezpośrednio z deflektorami robotów.
"Kiedy łączymy powietrze z elastycznymi materiałami, wciąż pozostaje wiele innowacji do opracowania. To połączenie może sprawić, że roboty staną się jeszcze bardziej żywe"
Sebastian Schrof, projektant w zespole bioniki Festo
Część niesamowitej maszyny
BionicTurtleWalker jest częścią Incredible Machine, wystawy rocznicowej świętującej 100lecie Festo. Działa na zasadzie maszyny Rube Goldberga, w której jeden impuls wyzwala następny. Incredible Machine pokazuje historię technologii automatyzacji od przeszłości do teraźniejszości i odzwierciedla nasze różnorodne kompetencje i rozległą wiedzę.
Projekt ten jest częścią Bionic Learning Network, gdzie natura spotyka się z technologią.
Wspólnie z instytutami, uczelniami oraz partnerami badamy zasady biologiczne, aby opracowywać innowacyjne idee i rozwiązania na potrzeby naszego kluczowego obszaru działalności – techniki automatyzacji oraz edukacji technicznej. Dowiedz się więcej o Bionic Learning Network lub odkryj inne ciekawe tematy dotyczące Festo na naszym blogu.