Čo sa môžeme naučiť od prírody? Ktoré zručnosti zo sveta zvierat možno využiť v priemyselných aplikáciách? Týmito otázkami sa v Bionic Learning Network zaoberáme už roky. V spolupráci s univerzitami, ústavmi a vývojovými spoločnosťami navrhujeme prístroje, ktorých základné technické princípy vychádzajú z prírody. Opakujúcou sa témou sú jedinečné pohyby a funkcie slonieho chobota.
S Bionic Handling Assistant (2010), BionicMotionRobot (2017) a BionicSoftArm (2019) sa postupom času objavila séria pneumatických ľahkých robotických ramien. Vďaka svojim flexibilným mechovým štruktúram môžu všetky ľahko implementovať plynulé pohybové sekvencie prírodného modelu. V priebehu ich ďalšieho vývoja sa bionické koncepty stávali stále kompaktnejšími, boli menšie a rýchlejšie sa uvádzali do prevádzky.
V prípade filigránového Bionic E-Trunk naši vývojári v spolupráci s centrom pre mechatroniku a automatizačnú techniku zo Saarbrückenu posunuli myšlienku miniaturizácie ďalej a prvýkrát implementovali prirodzené formy pohybu s elektrickými pohonmi.
Bionic E-Trunk sa skladá z dvoch segmentov, ktoré sú dlhé 140 milimetrov a majú zužujúci sa priemer. V jeho strede prebieha konštrukcia z 3D tlačeného materiálu a superelastická tyč pre pozdĺžnu stabilizáciu. Okolo tohto stredu, ktorý pripomína chrbticu, sú usporiadané tenké drôtiky zo špeciálneho kovového materiálu, takzvanej zliatiny s tvarovou pamäťou.
V závislosti od teploty existuje zliatina s tvarovou pamäťou v dvoch rôznych štruktúrach: Pri zahrievaní – napríklad pomocou elektriny – sa drôty skracujú. Keď vychladnú, „pamätajú si“ predchádzajúci tvar a vrátia sa do pôvodnej polohy. Takto možno kmeň Bionic E-Trunk individuálne a kontrolovane ohýbať v akomkoľvek priestorovom smere. Čím tenšie sú drôty, tým rýchlejšie sa zahrievajú a opäť ochladzujú a tým priamejšie reagujú na ich ovládanie.
Pri nastavovaní konceptu vývojári zvolili usporiadanie podobné tomu, ktoré sa používalo pri projektoch pneumaticky poháňaných kufrov v minulosti. V každom segmente sú nainštalované tri zväzky vodičov, z ktorých každý pozostáva z dvoch alebo štyroch samostatných vodičov. V závislosti od samostatnej aktivácie drôtov môže byť riadený definovaným smerom. Vo vzájomnej interakcii tieto umelé svaly v prvkoch zabezpečujú plynulé a flexibilné pohyby Bionic E-Trunk.
Vďaka nízkej hmotnosti len dvanásť gramov sa dá kufor jednoducho pohybovať pomocou ovládačov vyrobených zo zliatin s tvarovou pamäťou. V porovnaní s inými princípmi pohonu tieto majú najvyšší pomer výkonu a hmotnosti.
V kombinácii s mikrouchopovačom by sa Bionic E-Trunk dal použiť na manipuláciu s malými predmetmi. Okrem toho by s týmto konceptom bol možný proces dávkovania v oblasti biologických vied. Na tento účel môže byť na stranu konštrukcie pripevnená flexibilná hadica. To by sa dalo použiť na odstránenie tekutín z nádob a ich prenesenie do iných nádob. Predstaviteľná by bola aj dodávka cielených prúdov vzduchu na čistenie úzkych miest.
Zatiaľ čo pneumatickí predchodcovia demonštrovali len tvarovo vhodné uchopenie predmetov, chobotom Bionic E-Trunkmožno realizovať ďalšie funkcie slonieho chobota: absorpciu a uvoľňovanie tekutín alebo vzduchu.