La robotique pneumatique de Festo à la rencontre de l'intelligence artificielle

Festo présentera la main du robot pneumatique BionicSoftHand à la Foire de Hanovre 2019. Combinés au BionicSoftArm, un robot léger et pneumatique, ces Future Concepts conviennent à la collaboration homme-robot.

Le BionicSoftHand est à commande pneumatique afin de pouvoir interagir en toute sécurité et directement avec les personnes. Contrairement à la main humaine, le BionicSoftHand n'a pas d'os. Ses doigts sont constitués de structures à soufflets flexibles avec chambres à air. Les soufflets sont enfermés dans les doigts par un manteau textile 3D spécial tricoté à partir de fils élastiques et à haute résistance. À l'aide du textile, il est possible de déterminer exactement où la structure se développe et génère de l'énergie, et où elle ne peut pas se développer. Cela le rend léger, flexible, adaptable et sensible, tout en étant capable d’exercer des forces importantes.

Intelligence artificielle

Les méthodes d'apprentissage des machines sont comparables à celles des humains: de manière positive ou négative. Elles ont besoin d'un retour d'informations après leurs actions afin de les classer et d'en tirer parti. BionicSoftHand utilise la méthode d'apprentissage par renforcement.

Cela signifie: au lieu d'imiter une action spécifique, un seul but est donné à la main. Il utilise la méthode d'essai et d'erreur pour atteindre son objectif. Sur la base des commentaires reçus, il optimise progressivement ses actions jusqu'à ce que la tâche soit finalement résolue avec succès.

Plus précisément, BionicSoftHand doit faire pivoter un cube à 12 côtés de sorte qu'un côté défini précédemment pointe vers le haut à la fin. La stratégie de mouvement nécessaire est enseignée dans un environnement virtuel à l'aide d'un jumeau numérique, créé à l'aide de données provenant d'une caméra de détection de profondeur via la vision par ordinateur et les algorithmes de l'intelligence artificielle.

Vannes piézo proportionnelles pour un contrôle précis

Afin de limiter au maximum les efforts liés à la tubulure du BionicSoftHand, les développeurs ont spécialement conçu un petit terminal de distributeurs à commande numérique, monté directement sur la main. Cela signifie que les tubes de commande des doigts de préhension ne doivent pas nécessairement être tirés à travers tout le bras du robot. Ainsi, le BionicSoftHand peut être rapidement et facilement connecté et exploité avec un seul tube chacun pour l’air fourni et l’air sortant. Avec les vannes piézoélectriques proportionnelles utilisées, les mouvements des doigts peuvent être contrôlés avec précision.

La séparation stricte entre le travail manuel de l'ouvrier et les actions automatisées du robot est de plus en plus mise de côté. Leurs domaines de travail se chevauchent et se fondent dans un espace de travail collaboratif. De cette manière, l’homme et la machine pourront travailler simultanément simultanément sur la même pièce ou le même composant, sans devoir être protégés les uns des autres pour des raisons de sécurité.

Le BionicSoftArm est un développement compact du BionicMotionRobot de Festo, dont la gamme d'applications a été considérablement étendue. Ceci est rendu possible par sa conception modulaire: il peut être combiné à sept segments de soufflets pneumatiques et à des entraînements rotatifs. Cela garantit une flexibilité maximale en termes de portée et de mobilité, lui permettant ainsi de contourner les obstacles même dans les espaces les plus étroits, si nécessaire. En même temps, il est complètement flexible et peut travailler en toute sécurité avec les gens. La collaboration directe homme-robot est possible avec BionicSoftArm, ainsi que son utilisation dans les applications SCARA classiques, telles que les tâches de transfert.

Possibilités d'application flexibles

Le bras de robot modulaire peut être utilisé pour une grande variété d'applications, en fonction de la conception et du préhenseur monté. Grâce à sa cinématique flexible, le BionicSoftArm peut interagir directement et en toute sécurité avec les humains. Parallèlement, la cinématique facilite son adaptation à différentes tâches dans différents environnements de production: l'élimination des dispositifs de sécurité coûteux tels que les cages et les barrières lumineuses réduit les temps de conversion et permet ainsi une utilisation flexible - en parfaite adéquation avec et production économique

BionicFinWave: robot sous-marin à entraînement par ailettes unique

La nature nous apprend de manière impressionnante à quoi devraient ressembler les systèmes d'entraînement optimaux pour certains mouvements de nage. Pour aller de l'avant, les marins planaires et sépia créent une onde continue avec leurs nageoires, qui avance sur toute leur longueur. Pour le BionicFinWave, l’équipe de bionique s’est inspirée de ce mouvement de nageoires ondulantes. L'ondulation pousse l'eau vers l'arrière, créant une poussée vers l'avant. Ce principe permet au BionicFinWave d’avancer ou de reculer à travers un système de tubes en acrylique.

Ses ailettes latérales sont entièrement moulées en silicone et ne nécessitent pas d'entretoises ni d'autres éléments de soutien. Les deux ailettes sont fixées à gauche et à droite de neuf petits bras de levier, eux-mêmes alimentés par deux servomoteurs. Deux vilebrequins adjacents transmettent la force aux leviers afin que les deux ailettes puissent être déplacées individuellement pour générer des modèles d'arbre différents. Ils sont particulièrement adaptés à la locomotion lente et précise et produisent moins d'eau que, par exemple, un entraînement par vis. Un joint de cardan est situé entre chaque segment de levier pour garantir la souplesse des vilebrequins. À cette fin, les vilebrequins, y compris les joints et la bielle, sont fabriqués en une seule pièce avec du processus d'impression 3D.

Interaction intelligente d'une grande variété de composants

Les éléments restants du corps du BionicFinWave sont également imprimés en 3D, ce qui permet ses géométries complexes en premier lieu. Avec leurs cavités, ils agissent comme des unités de flottation. Parallèlement, toute la technologie de contrôle et de régulation est étanche, installée en toute sécurité et synchronisée dans un espace très restreint.