来源: 黑君 最黑科技
说起仿生动物,我们可能会想到电影中的机器人。
或者是大名鼎鼎的波斯顿机器狗。
而今天我们要介绍的这家公司,绝对是仿生界的领导者!
德国自动化公司——
Festo
这家公司的拿手绝活是——
以大自然为灵感,设计各种仿生动物机器人!
Festo 这家德国公司一直以来是比较低调的,然而2015世界机器人大会上,他们的仿生产品:蝴蝶(eMotion Butterfly )和银鸟(SmartBird),却狠狠“高调”了一把。
蝴蝶和银鸟在展览厅内盘旋,飞行姿态着实优雅轻盈,如果不仔细看,会以为是真的动物。所以每到表演时间,Festo 的展台必定围的水泄不通。就算是在主论坛学术会议上的展示,也博得了专业人士的喝彩。
拥有 90 年历史的家族企业
Festo 这家公司本身也是神奇。这家有着 90 多年历史的跨国公司,销售网、物流中心和工厂遍布世界 60 多个国家,但至今仍是个家族企业。其创始人是 Gottlieb Stoll,目前的掌门人是 Stoll 家族第三代,所以他们几乎不受资本市场的影响,十分任性。
( Stoll 家族,图自:Festo 官网 )
就如 Thomas Pehrson(Festo 大中华区总经理)在演讲中提到的:“我们不关注银行的贷款,也不从股票市场融资,自己就有足够的现金流”。
Festo 做仿生机器人已经有 10 年时间,从2006 年开始,几乎每一年就推出一款仿生机器“动物”,包揽水陆空:水母、企鹅、蚂蚁、蜻蜓、袋鼠、海鸥、蝴蝶等等。
蝴蝶是 2015 年的产品。身体主要材料都是碳纤维,无论是翅膀还是主干,所以重量很轻,只有 32g。其翼展 50cm,飞行速度 1-2.5m/s,最长可以飞行 4 分钟。头部放置两个马达,尾部是电池和控制通信系统。蝴蝶降落时,缓缓盘旋而下,十分赏心悦目。
银鸟诞生时间稍久一些,是 2012 年的产品。躯干长 1m,翼展 2m,重 450g,也主要是碳纤维材料。其内置有 5 个马达,一次可以飞行 20 分钟,翅膀不仅可以来回拍打,还能有目的地扭转。
Festo 现场的技术负责人 Markus Schaffer 表示:“蝴蝶的研发团队大约有 10 个人,其中包括工程师、设计师和生物学家等。每一个仿生项目,都会与大学里的专家进行合作。从最初的概念到第一件成品出来,大约要花费 1 年的研发时间”。另外,如果是在实验室的环境下,配置 10 个红外摄像头和 1 个主机,那么 10 只蝴蝶可以相互配合着在一个空间里飞行,蝴蝶之间可以实时沟通,不会相撞,“这种实时通信系统是个很大的挑战”。
这不,前几天他们又推出了一只会翻滚的蜘蛛机器人——
BionicWheelBot
它的灵感正是源自一种生活在沙漠中的猎食性蜘蛛——
摩洛哥后翻蜘蛛。
这种蜘蛛可以像其它动物一样正常行走。
遇到危险时时可以进行翻滚逃跑,翻滚时的速度是普通行走的两倍!
它装有8只可重构的腿、15个小型电机、14个自动锁定涡轮。
能顺利通过石头、碎片、沙丘等复杂地形!
并确保在移动时保持平稳~
最厉害的是…
它能通过弯曲腿部让整个躯体变成一个轮子,从而快速前进!
甚至可以克服高达5%的上坡倾斜!
看个视频感受一波——
这不是Festo公司第一次从大自然获得灵感,其种类多到可以开动物园了!
先来看看几个仿生海洋生物——
仿生鱼
Festo的第一款仿生动物诞生于2006年,是一条名叫Airacuda的机器鱼。
机器鱼可以在遥控下,通过摆动尾部在水中自由的移动。
之所以能够如此活灵活现,靠的是气动肌腱,简单的说就是人造肌肉。
头部是一个真空的气仓,能够通过接受指令,完成气体与液体的转换。
因此它不仅能进行S型灵活摆动,还能像潜水艇似的上浮和下沉!
仿生目鱼
做出仿生鱼后,他们又顺手做了一条比目鱼。
仿生水母
机器水母AquaJelly,圆润的身躯,其实是一个充了氦气的球体。
8个触手不仅可以让它在水里自由移动。
AirJelly
仿生企鹅
这只仿生企鹅AquaPenguin非常的特别。
它内置了自主判定系统,可以根据水流自行导航定位。
另外还设计了3D声纳系统,可以靠声波感知其它企鹅,防止撞在一起。
AirPenguin
连鱼都上天了,如果不做一些仿生鸟类就有点说不过去了。
就这样,一群机器鸟诞生了——
仿生鸟
2011年Festo的科学家破解鸟的飞行原理而研制出了这款SmartBird机器鸟。
它可以完美模拟鸟类的飞行,令人难辨真伪。
和正常小鸟一样,都是靠翅膀提供飞行动力。
双翼不仅可以上下拍动,还可以按照一定角度扭转。
连头部都可以自由晃动…
甚至还可以自主地启动、飞翔和降落。
这逼真程度简直了!
仿生蜻蜓
仿生蜻蜓BionicOpter与真正的蜻蜓一样,能够朝着任何方向飞行。
不仅轻巧,四翼碳纤维折叠翅膀,每秒还可以拍打20次。
这精密的机械结构,有木有一种工程学设计之美。
此外,它还能单独振动每一个翅膀,进行减速、转弯甚至是悬停或倒退。
简单的说,它能够模拟直升机、有翼飞行器和滑翔机的所有飞行状态。
总之就是屌爆了!
仿生蝴蝶
第一眼看到eMotion仿生蝴蝶,简直是艺术品哇~
每一个翅膀都能独立操作,通过能够独立控制的翼来调整自己。
并能一定空间范围内,按照预编程的路线飞行。
翼展长有50cm,翅膀每秒摆动1-2次,速度可达2.5米/秒,重量却仅为32g。
仿生蝙蝠
这只蝙蝠机器人,展翅长度可达228厘米,体长87厘米。
体重仅有580克,能像真正的蝙蝠那样倒挂着休息。
而且结构设计很精妙。
翅膀是一整片可折叠弹性膜,每个关节都有电机分别控制!
除了水里游的,天上飞的,还有陆地上跑的——
仿生袋鼠
这款仿生袋鼠BionicKangaroo几乎完全复制了袋鼠的弹跳功夫。
对机器人有了解的同学知道,让机器人“跳”的难度是很大的。
仿生袋鼠却能够做到连续跳跃,跳过1英尺(40公分)高的障碍物!
这是因为它具备蓄力功能,能从上一次跳跃中收集能量为下一次跳跃做好准备。
如果使用者戴上这枚手环,还可以直接用手势控制袋鼠。
让你跳你就跳,让你转你就转。
仿生蚂蚁
最让我佩服的还是这群3D打印的仿生蚂蚁BionicAnts。
头部配备了摄像头,腹部配备了传感器,可以进行红外导航。
触角则是天线,快没电时会吭哧吭哧地爬到边上自行充电。
最厉害的是,在搬运重物时,它们会发挥蚂蚁精神集体出动协同合作。
仿生象鼻
BionicMotionRobot是模仿大象鼻子做出的万向自由度的机械臂。
它具有12个自由度,头上可更换不同的夹子,能够胜任更柔性的工作。
章鱼触手
OctopusGripper章鱼触手是一个机器人手臂,灵感来自于章鱼。
这只触手和章鱼一样附有吸盘,整体采用可气动驱动的柔软硅胶结构。
并且连接有真空管,可以主动提供吸附力量,能够轻松完成抓握等动作。
得益于其柔软的材料和特殊的抓取方式,章鱼触手对于不同大小、形状的物体都能更温和安全的进行抓取。
为了观察其人机协作能力及适用性,Festo公司将章鱼触手接到了仿生象鼻上。
最后一起来看看仿生机器人合集——
而至于为什么做仿生机器人,Festo的答案居然是——
我们不需要有多大的商业应用,倒是希望有一天可以将些仿生动物量产,把它们做成买得起的玩具供人们消遣。
科技的进步,真是让人又惊又喜啊…以后大街上会不会都是仿生动物呢?
人类药丸……
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