在日常生活中，我們用雙手理所當然地完成各種各樣的工作，包括抓取、握持或轉(zhuǎn)動碰纬、觸摸、打字或按壓。在這個方面悦析，人的雙手有著獨一無二的力量寿桨、靈巧和精細動作，是大自然真正的杰作强戴。還有什么比為協(xié)作工作區(qū)域的機器人配備以人手為原型并可以通過人工智能學(xué)習(xí)解決各種任務(wù)的爪手更符合自然呢亭螟？Festo 將在2019年漢諾威工博會上展出氣動機械手BionicSoftHand。與BionicSoftArm 氣動輕型機械臂組合適用于人機合作酌泰。 BionicSoftHand 采用氣驅(qū)動媒佣，可與人直接安全交互触法。與人手不同漂烂， BionicSoftHand 沒有骨骼。其手指由帶氣腔的彈性氣囊結(jié)構(gòu)組成展稼。氣囊用特殊的三維織物封閉在手指內(nèi)束多，這種織物采用了彈性高強度紗線。借助這種織物俩堡，可以精確決定結(jié)構(gòu)在哪些場合膨脹發(fā)力拳股，哪些場合不膨脹。這種機械手重量輕氏诽，靈活性佳事匈，適應(yīng)性強，敏感度高壳凳，能夠產(chǎn)生的力量大址敢。 人工智能 機器的學(xué)習(xí)方式與人類相似：正向或逆向 – 執(zhí)行動作后需要反饋，以便進行歸類并從中學(xué)習(xí)浆左。 BionicSoftHand 采用了強化學(xué)習(xí)的方式挥闸。 這就是說：機械手只會被給到一個目標，而不是去模仿一個特定動作伪节。機械手采用試錯方式來實現(xiàn)目標光羞。基于接收到的反饋怀大，它逐漸優(yōu)化自己的動作纱兑，直至成功解決給到的目標。 具體演示時化借， BionicSoftHand 應(yīng)旋轉(zhuǎn)一個12 面的立方體潜慎，最后事先指定的面最后需要朝上。借助通過電腦視覺的深度感測相機和人工智能算法的數(shù)據(jù)創(chuàng)建的數(shù)字雙胞胎屏鳍，在虛擬環(huán)境中示教必要的運動策略勘纯。

比例壓電閥實現(xiàn)精確控制

為了盡可能縮短BionicSoftHand 連接氣管的長度，開發(fā)人員特別設(shè)計了小巧而數(shù)字化控制的閥島钓瞭，可以直接安裝在機械手上驳遵。這就意味著淫奔，控制機械手手指的氣管不必穿過機械臂。因此堤结，BionicSoftHand 可以快捷連接斜擎，氣源和排氣各用一根氣管。通過使用的比例壓電閥肢阿，可精確控制手指運動宿闯。

BionicSoftArm: 一個機械臂，多種派生型

工廠工人的手動工作和機器人的自動化工作相互之間的嚴格隔離正在消除甸赏。兩者的工作范圍會有重疊危厕，進而整合成一個協(xié)作工作區(qū)域。這樣藏崇，未來人和機器能在統(tǒng)一工件或元件上同時進行工作稻扔，相互之間不會因為安全原因被隔離開來。

BionicSoftArm 是Festo BionicMotionRobot 緊湊型的后續(xù)開發(fā)短揉，應(yīng)用范圍得到了大幅度擴展伞下。這要歸功于其模塊化的機構(gòu)：其可組合最多七個氣囊和擺動氣缸。在伸展性和移動性方面刚肠，確保了最大的靈活性辛蕊，假若必要，可在緊湊的空間內(nèi)避開障礙進行工作冒晰。同時同衣，其完全靈活，可與人安全地一同工作翩剪。BionicSoftArm 可實現(xiàn)直接的人機協(xié)作乳怎，亦可用字傳統(tǒng)的SCARA 應(yīng)用場合，如抓放工作前弯。

靈活的應(yīng)用前景

取決于結(jié)構(gòu)和安裝的爪手蚪缀，模塊化的機械臂可用于多種應(yīng)用場合。得益于其柔性的動態(tài)特性恕出，BionicSoftArm 可直接安全地與人交互询枚。同時，這種動態(tài)特性讓其能更方便地在生產(chǎn)環(huán)境中的不同位置上適應(yīng)不同的工作：免除了代價昂貴的安全設(shè)備浙巫，如保護籠和光柵金蜀，縮短了轉(zhuǎn)換時間，從而實現(xiàn)了靈活使用 – 完全符合自適應(yīng)和經(jīng)濟的生產(chǎn)的畴。

BionicFinWave: 水下機器人渊抄，采用獨特的魚鰭驅(qū)動

大自然給我們上了印象深刻的一課，教會了我們特定游泳動作的最佳驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)該是什么樣。海洋中的渦蟲和烏賊在前進時用自己的鰭形成不間斷的波浪禁妓，一路推著它們前行环壳。仿生技術(shù)團隊從波狀鰭的運動中汲取到了BionicFinWave的靈感。這種波狀運動把水流往后推唧痴，從而形成推進力乞瑰。這個原理讓BionicFinWave 在亞克力玻璃的管道系統(tǒng)中進退自如。

其兩側(cè)的鰭完全用硅膠制成噩五，不需要加強筋或其它制成元件排击。這兩條鰭連接到左右兩側(cè)的九個小杠桿臂上，杠桿臂用兩個伺服電機驅(qū)動碳携。兩個相鄰的曲軸將力傳遞給杠桿臂患漆，兩條鰭可各自運動，產(chǎn)生不同的驅(qū)動軸型式绝绊。它們尤其適用于慢速溃柑、高精度的運動力，比絲桿攪動的水更少收斑。杠桿臂分段之間有萬向節(jié)，確保曲軸的靈活性玲躯。為此据德，包括關(guān)節(jié)和連接桿的曲軸通過3D打印技術(shù)用塑料一體打印成型。

多種元件的智能交互

BionicFinWave 本體上其余元件同樣是3D 打印的跷车，可以做成復(fù)雜的幾何形狀棘利。體內(nèi)的空腔，讓它們能作為浮動裝置動作朽缴。同時善玫，整個的控制和調(diào)節(jié)技術(shù)采用防水技術(shù)，安全安裝密强，在一個非常小的空間內(nèi)實現(xiàn)同步茅郎。

過程行業(yè)新的推動力和方式

作為仿生技術(shù)的載體，我們的仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)再次為未來與自控機器人和液體介質(zhì)的新動力技術(shù)提供了新推動力或渤∠等撸可以想象，隨著BionicFinWave 的進一步的開發(fā)薪鹦，可應(yīng)用于諸如檢測掌敬、測量序列或數(shù)據(jù)采集這樣的領(lǐng)域 – 如水處理和污水處理和過程行業(yè)的其它領(lǐng)域。

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Caption:  BionicSoftHand 應(yīng)旋轉(zhuǎn)一個12面的立方體池磁，最后事先指定的面需要朝上犀刀。 (Photo: Festo AG & Co. KG)

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Caption:  BionicSoftHand 為氣驅(qū)動，可直接與人安全交互。(Photo: Festo AG & Co. KG)

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Caption:  氣動輕型機械臂BionicSoftArm 柔性佳饮茬，適用于直接的人機協(xié)作哭逻。 (Photo: Festo AG & Co. KG)

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Caption:  BionicSoftArm 在傳統(tǒng)的SCARA 應(yīng)用中執(zhí)行抓放工作：可在緊湊的空間內(nèi)避開障礙工作。(Photo: Festo AG & Co. KG)

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Caption:  BionicFinWave 的魚鰭采用硅膠制成磷可，不需要加強筋或其它支撐元件躬筐。 (Photo: Festo AG & Co. KG)

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Caption:  水下機器人獨立在由亞克力玻璃制成的管道系統(tǒng)中游動串行。 (Photo: Festo AG & Co. KG) 

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