仿生機(jī)器人，F(xiàn)esto家族解析

Festo作為仿生機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)神奇的存在，就在幾天前又偷摸摸的發(fā)布了一款新的仿生機(jī)器人—仿海扁蟲機(jī)器魚BionicFinWave。這只機(jī)器魚和普通機(jī)器魚并沒有很像，它是靠身體兩側(cè)的的肉鰭，產(chǎn)生波浪狀拍打，借此推動(dòng)身軀。它在水里游起來動(dòng)作十分自然、流暢，簡直可以用美妙來形容。

據(jù)外媒介紹，BionicFinWave以兩片柔軟的矽膠（Silicone）代替烏賊肉鰭，透過左右各9個(gè)支點(diǎn)協(xié)助進(jìn)行波浪狀拍動(dòng)，厲害的是，這復(fù)雜的結(jié)構(gòu)僅由2顆伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，并由另一顆馬達(dá)負(fù)責(zé)身體彎曲，控制機(jī)器人往上、下方游動(dòng)。而且由于材料柔軟，使它能夠在狹小的管道內(nèi)也能暢游無阻。

總體來說這款仿生機(jī)器人貫徹了Festo一貫的宗旨——美到驚艷，卻并不知道有啥鳥用。雖然在產(chǎn)品的介紹中，也列舉了仿生魚的一些用處，但類似于海底探測啊、收集數(shù)據(jù)啥的總感覺只是說說而已。不過這些一點(diǎn)都不妨礙Festo是一個(gè)神奇的存在。

每次提到Festo，總會(huì)連帶著把他公司研發(fā)的一系列仿生機(jī)器人全部羅列一遍才算過癮。但是我們只知道Festo在仿生機(jī)器人領(lǐng)域里名聲顯赫，卻不知道拿出人家的歷史比這些機(jī)器人要震撼的多。

Festo厲害到什么程度呢？據(jù)說每年的德國漢諾威工業(yè)博覽會(huì)期間，德國總統(tǒng)默克爾都會(huì)帶著全球政要參觀費(fèi)斯托展臺(tái)，向他們介紹費(fèi)斯托的仿生動(dòng)物黑科技。普京試玩完Festo的仿生蜻蜓之后也是贊不絕口。

而更神奇的是，如今如此神氣的Festo竟然是從做電鋸起家的。1925年Festo公司由合伙人Albert Fezer和Gottlieb Stoll創(chuàng)立。他們最初專注于修理木材加工機(jī)械，并通過將滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)換為滾珠軸承來對(duì)這些機(jī)器進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改。1927年之后公司開始研發(fā)自動(dòng)化程度更高的電鋸。以及其他各種受木工歡迎的自動(dòng)化工作。

如今，F(xiàn)esto的掌門人已經(jīng)是Stoll家族的第三代，一位年輕有為的女強(qiáng)人。而且經(jīng)過將近一個(gè)世紀(jì)的積累，F(xiàn)esto擁有足夠強(qiáng)大的現(xiàn)金流，幾乎不受資本市場的影響，十分任性?，F(xiàn)在的Festo則涉足教育、能源、環(huán)境、材料、健康等多個(gè)領(lǐng)域，仿生機(jī)器人是這家公司的主攻方向之一，其發(fā)布的產(chǎn)品大多都是明星產(chǎn)品而且每年都有新的研究成果發(fā)布。

這是Festo8年前做的仿生水母，不僅外形漂亮，還能真的下水游泳。

7年前的仿生企鵝。

5年前的仿生機(jī)器鳥，震驚了TED的演講臺(tái)。

全球第一個(gè)能夠模擬飛行狀態(tài)的仿生蜻蜓機(jī)器人BionicOpter。

美到窒息的仿生蝴蝶。

最近才發(fā)布的仿生蜘蛛。

雖然目前來講，這些仿生機(jī)器人并沒有太多實(shí)際的應(yīng)用，甚至被很多人看做華而不實(shí)。但在研發(fā)的過程中，F(xiàn)esto公司從材料、動(dòng)力、能源效率等多方面進(jìn)行考量，最終目的是在能源使用效率上進(jìn)行提升。

飛行機(jī)器人實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的同時(shí)，首先是材料的質(zhì)量要極輕，因?yàn)橐由想姵?、?dòng)力單元、骨架、傳動(dòng)環(huán)節(jié)、智能芯片等等，太大的重量必然會(huì)加大動(dòng)力的輸出和能量的消耗，F(xiàn)esto就是要解決這些問題。Festo還為這些仿生機(jī)器人增加了自主學(xué)習(xí)的能力，比如上邊提到的仿生機(jī)器螞蟻，它們可以模仿真實(shí)螞蟻那樣，集體合作搬動(dòng)重物，當(dāng)電量即將耗盡，它們會(huì)自動(dòng)爬到充電的位置，然后利用觸角充電器進(jìn)行充電。

而且對(duì)于Festo來說，在這些看似沒用的機(jī)器人身上，他們正在提煉出真正有用的技術(shù)應(yīng)用到其他領(lǐng)域。

氣動(dòng)肌腱

氣動(dòng)肌腱是Festo研發(fā)的一種全新的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，用中空的人造橡膠缸筒構(gòu)成，內(nèi)部嵌有尼龍纖維。當(dāng)內(nèi)部充氣時(shí)，其直徑增加，長度縮短，就可以形成一種流暢的彈性運(yùn)動(dòng)，使其動(dòng)作、速度和強(qiáng)度及靈活性等各方面更接近人體的運(yùn)動(dòng)。Festo的多款仿生氣動(dòng)機(jī)器人使用的都是這款氣動(dòng)肌腱。

氣動(dòng)機(jī)械臂

Festo研發(fā)的氣動(dòng)機(jī)械臂Airic‘s arm有人造骨骼和肌肉組成，骨骼與肌肉結(jié)構(gòu)完全按照人體骨骼構(gòu)成，“肌肉”即是用“氣動(dòng)肌腱”產(chǎn)品構(gòu)成，有助于控制設(shè)備的剛度和力度。

仿生象鼻

大象的鼻子就像人手一樣靈活，F(xiàn)esto根據(jù)象鼻子靈活柔軟的特點(diǎn)，研制成仿生象鼻操作助手。它是用塑料管制成的，伸縮自如，可以通過伸展和卷曲來進(jìn)行搬運(yùn)、裝卸的工作?？梢愿鶕?jù)特定任務(wù)確定工序，自適應(yīng)抓手可以根據(jù)物體形狀和重量進(jìn)行抓取。

模塊化輕型機(jī)械手

Festo研發(fā)出了模塊化輕型機(jī)械手，能夠自由配置相關(guān)的結(jié)構(gòu)單元，完成不同的抓取任務(wù)。這種機(jī)械手的自重只有4公斤，有效載荷可達(dá)800克，可以于實(shí)驗(yàn)室里的抓放應(yīng)用，允許不使用防護(hù)籠進(jìn)行人與機(jī)器的互動(dòng)協(xié)作。而且，之所以叫做模塊化機(jī)械手，是因?yàn)樗淖ト〔考强梢愿鶕?jù)需求進(jìn)行“手指”的增減、更換的。

Festo作為一家德國企業(yè)，是真正把產(chǎn)品做到極致的企業(yè)，這家有著92年歷史的家族企業(yè)，一直在追求創(chuàng)新。無論更多的是出于個(gè)人愛好，還是產(chǎn)業(yè)布局，F(xiàn)esto的仿生動(dòng)物機(jī)器人樂園，總歸是世界機(jī)器人領(lǐng)域特立獨(dú)行的一支，而且深受機(jī)器人愛好者的歡迎。

震驚！這家德國公司的仿生黑科技，即將顛覆自然！逆天了

說起仿生動(dòng)物，我們可能會(huì)想到電影中的機(jī)器人。

或者是大名鼎鼎的波斯頓機(jī)器狗。

而今天我們要介紹的這家公司，絕對(duì)是仿生界的領(lǐng)導(dǎo)者！

德國自動(dòng)化公司——

Festo

這家公司的拿手絕活是——

以大自然為靈感，設(shè)計(jì)各種仿生動(dòng)物機(jī)器人！

這不，前幾天他們又推出了一只會(huì)翻滾的蜘蛛機(jī)器人——

BionicWheelBot

能順利通過石頭、碎片、沙丘等復(fù)雜地形！

并確保在移動(dòng)時(shí)保持平穩(wěn)~

最厲害的是…

它能通過彎曲腿部讓整個(gè)軀體變成一個(gè)輪子，從而快速前進(jìn)！

這不是Festo公司第一次從大自然獲得靈感，其種類多到可以開動(dòng)物園了！

仿生魚

Festo的第一款仿生動(dòng)物誕生于2006年，是一條名叫Airacuda的機(jī)器魚。

機(jī)器魚可以在遙控下，通過擺動(dòng)尾部在水中自由的移動(dòng)。

不仔細(xì)看還以為它就是一條真魚呢！

它不僅能進(jìn)行S型靈活擺動(dòng)，還能像潛水艇似的上浮和下沉！

仿生水母

機(jī)器水母AquaJelly，圓潤的身軀，其實(shí)是一個(gè)充了氦氣的球體。

8個(gè)觸手不僅可以讓它在水里自由移動(dòng)。

甚至還可以上天！

仿生企鵝

它內(nèi)置了自主判定系統(tǒng)，可以根據(jù)水流自行導(dǎo)航定位。

另外還設(shè)計(jì)了3D聲納系統(tǒng)，可以靠聲波感知其它企鵝，防止撞在一起。

一言不合又給飛上了天。

仿生鳥

它可以完美模擬鳥類的飛行，令人難辨真?zhèn)巍?/p>

和正常小鳥一樣，都是靠翅膀提供飛行動(dòng)力。

雙翼不僅可以上下拍動(dòng)，還可以按照一定角度扭轉(zhuǎn)。

連頭部都可以自由晃動(dòng)……

甚至還可以自主地啟動(dòng)、飛翔和降落。

仿生蜻蜓

不僅輕巧，四翼碳纖維折疊翅膀，每秒還可以拍打20次。

這精密的機(jī)械結(jié)構(gòu)，有木有一種工程學(xué)設(shè)計(jì)之美。

此外，它還能單獨(dú)振動(dòng)每一個(gè)翅膀，進(jìn)行減速、轉(zhuǎn)彎甚至是懸?；虻雇?。

簡單的說，它能夠模擬直升機(jī)、有翼飛行器和滑翔機(jī)的所有飛行狀態(tài)。

總之就是屌爆了！

仿生蝴蝶

每一個(gè)翅膀都能獨(dú)立操作，通過能夠獨(dú)立控制的翼來調(diào)整自己。

并能一定空間范圍內(nèi)，按照預(yù)編程的路線飛行。

翼展長有50cm，翅膀每秒擺動(dòng)1-2次，速度可達(dá)2.5米/秒，重量卻僅為32g。

仿生蝙蝠

這只蝙蝠機(jī)器人，展翅長度可達(dá)228厘米，體長87厘米。

體重僅有580克，能像真正的蝙蝠那樣倒掛著休息。

翅膀是一整片可折疊彈性膜，每個(gè)關(guān)節(jié)都有電機(jī)分別控制！

仿生袋鼠

這款幾乎完全復(fù)制了袋鼠的彈跳功夫。

對(duì)機(jī)器人有了解的同學(xué)知道，讓機(jī)器人“跳”的難度是很大的。

仿生袋鼠卻能夠做到連續(xù)跳躍，跳過1英尺（40公分）高的障礙物！

這是因?yàn)樗邆湫盍δ埽軓纳弦淮翁S中收集能量為下一次跳躍做好準(zhǔn)備。

如果使用者戴上這枚手環(huán)，還可以直接用手勢(shì)控制袋鼠。

讓你跳你就跳，讓你轉(zhuǎn)你就轉(zhuǎn)。

仿生螞蟻

最讓我佩服的還是這群3D打印的仿生螞蟻BionicAnts。

頭部配備了攝像頭，腹部配備了傳感器，可以進(jìn)行紅外導(dǎo)航。

觸角則是天線，快沒電時(shí)會(huì)吭哧吭哧地爬到邊上自行充電。

最厲害的是，在搬運(yùn)重物時(shí)，它們會(huì)發(fā)揮螞蟻精神集體出動(dòng)協(xié)同合作。

仿生象鼻

BionicMotionRobot是模仿大象鼻子做出的萬向自由度的機(jī)械臂。

它具有12個(gè)自由度，頭上可更換不同的夾子，能夠勝任更柔性的工作。

這靈活度，跟真的大象鼻子相比也不遑多讓了。

科技的進(jìn)步，真是讓人又驚又喜啊……以后大街上會(huì)不會(huì)都是仿生動(dòng)物呢？