Endüstriyel değişim, insanlar, makineler ve veriler arasında yeni bir tür etkileşim gerektirir. Gelecekte, operatörler ve robotlar birlikte daha yakın çalışacaktır. Bu nedenle Festo, sık tekrarlayan veya tehlikeli faaliyetlerden insanları uzaklaştıran aynı zamanda risk oluşturmayan sistemler üzerinde yoğun bir şekilde çalışmaktadır. Yapay zeka burada merkezi bir rol oynar. BionicMobileAssistant, üç boyutta bağımsız olarak hareket eden ve nesneleri tanımlayabilen, uyarlanabilir şekilde kavrayabilen ve insanlarla birlikte çalışabilen bir robot sisteminin bir prototipidir.
ETH Zurich ile işbirliği içinde geliştirilen sistemin tamamı modüler bir tasarıma sahiptir ve üç alt sistemden oluşur: bir mobil robot, bir elektrikli robot kolu ve BionicSoftHand 2.0. İlk olarak 2019 yılında Festo tarafından sunulan pnömatik tutucu, insan elinden esinlenmiştir.
BionicSoftHand 2.0| İnsan elinden ilham aldı
İnsan eli – benzersiz güç, el becerisi ve ince motor becerilerinin birleşimi ile – gerçek bir doğa mucizesidir. BionicSoftHand 2.0‘ın insan elinin hareketlerini gerçekçi bir şekilde gerçekleştirmesini sağlamak için kompakt vana teknolojisi, sensörler, elektronik ve mekanik bileşenler en dar alanlara entegre edilmiştir. Parmaklar ve başparmak, sağlam ama verimli bir örme kumaşla çevrili hava odalarına sahip esnek körük yapılarından oluşur. Bu, eli hafif, uyarlanabilir ve hassas hale getirir, ancak güçlü kuvvetler uygulayabilir. Pnömatik parmaklar, doğrudan ele monte edilmiş piezo valflere sahip kompakt bir valf terminali tarafından çalıştırılır.
Optimize edilmiş aksiyon yarıçapı ile BionicSoftHand’ın daha da gelişti
Başparmağın ve işaret parmağının manevra kabiliyetini BionicSoftHand‘ın ilk versiyonuna kıyasla geliştirmek için, geliştiriciler her iki parmağın yanal dönüş aralığını büyük ölçüde arttırdı. Sonuç olarak, bu sistem birlikte iyi çalışmaya ve büyük bir hassasiyetle kavramaya başladı. İki serbestlik derecesine sahip 3D baskılı bilek sayesinde, el hem ileri geri hem de sola ve sağa hareket edebilir. Bu, dar bir yarıçapla kavramanın da mümkün olduğu anlamına gelir.
Hassas parmaklara sahip tutucu
Parmakların stabilitesini arttırmak için, hava odalarının her biri şimdi kemik görevi gören iki yapısal eleman içerir. Her parmak için, iki parçalı bir bükme sensörü parmak uçlarının konumlarını belirler. El, ayrıca parmak uçlarında, avuç içinde ve robot elinin dış taraflarında dokunma kuvveti sensörlerine sahip bir eldiven giyer. Bu, kavranacak öğenin doğasını algılamasına ve kavrama gücünü tıpkı insanların yaptığı gibi belirli bir öğeye uyarlamasına olanak tanır.
Sinir ağı kullanarak nesne algılama
Dokunsal sensörlere ek olarak, elin bileğin içinde bir derinlik kamerası vardır, böylece nesneleri görsel olarak algılayabilir. Robot eliyle, kısmen kaplansa bile, bir dizi nesneyi algılayabilir ve kavrayabilir. El doğru bir şekilde eğitildikten sonra, toplanan verileri nesneleri değerlendirmek ve iyiyi kötülükten ayırt etmek için kullanabilir. Bilgiler, veri artırımı yardımı ile önceden eğitilmiş olan bir sinir ağı tarafından işlenir.
Elektrik kollu mobil robot uygulaması
BionicSoftHand 2.0, mobil bir ballbot ve hafif, elektrikli bir robot kolu olan DynaArm ile birleştirilmiştir. DynaArm, sadece bir kilo ağırlığında yüksek entegre sürücü modüllerine sahip hafif tasarımı sayesinde hızlı ve dinamik hareketler gerçekleştirebilir.
Mobil kullanım ve bağımsız enerji temini
Ballbot için, geliştiriciler sofistike bir sürüş konsepti seçtiler: bir top üzerinde denge bulmaya çalışan robot. Bu, BionicMobileAssistant’ın her yöne serbestçe hareket edebileceği anlamına gelir. Sistemin tüm enerji kaynağı üzerindedir. Kol ve robot için pil gövdede bulunur; pnömatik el için basınçlı hava kartuşu üst kola takılır. Robot böylece sadece hareketli değil, aynı zamanda bağımsız olarak da çalışabilir. Ana bilgisayarda saklanan algoritmalar sistemin özerk hareketlerini de kontrol eder. Robot, iki kamera kullanarak bağımsız olarak üç boyutta yönelebilir.
Çok çeşitli uygulama seçenekleri
Sistem, insanlar için doğrudan asistan olarak, örneğin bir servis robotu, montajda yardımcı bir el olarak veya çalışanların ergonomik olarak yorucu veya monoton görevleri yerine getirmelerine yardımcı olmak için mükemmel olacaktır. Ayrıca, tehlikeler veya sınırlı erişilebilirlik nedeniyle insanların çalışamayacağı ortamlarda da kullanılabilir. Bu, bakım veya onarım çalışmalarını, veri ölçümlerini veya görsel incelemeleri içerebilir. Ayrıca, enfeksiyon riskinin arttığı veya personelin enfeksiyonlar nedeniyle erişemediği alanlarda en basit görevleri yerine getiren mobil robotları hayal etmek de mümkündür. Örneğin, gelecekte olası bir senaryo, restoranlarda veya teslimatta masaya içecek ve yiyecek getiren bir robot garson olabilir.
ETH Zurich ile işbirliği içinde geliştirilen sistemin tamamı modüler bir tasarıma sahiptir ve üç alt sistemden oluşur: bir mobil robot, bir elektrikli robot kolu ve BionicSoftHand 2.0. İlk olarak 2019 yılında Festo tarafından sunulan pnömatik tutucu, insan elinden esinlenmiştir.
BionicSoftHand 2.0| İnsan elinden ilham aldı
İnsan eli – benzersiz güç, el becerisi ve ince motor becerilerinin birleşimi ile – gerçek bir doğa mucizesidir. BionicSoftHand 2.0‘ın insan elinin hareketlerini gerçekçi bir şekilde gerçekleştirmesini sağlamak için kompakt vana teknolojisi, sensörler, elektronik ve mekanik bileşenler en dar alanlara entegre edilmiştir. Parmaklar ve başparmak, sağlam ama verimli bir örme kumaşla çevrili hava odalarına sahip esnek körük yapılarından oluşur. Bu, eli hafif, uyarlanabilir ve hassas hale getirir, ancak güçlü kuvvetler uygulayabilir. Pnömatik parmaklar, doğrudan ele monte edilmiş piezo valflere sahip kompakt bir valf terminali tarafından çalıştırılır.
Optimize edilmiş aksiyon yarıçapı ile BionicSoftHand’ın daha da gelişti
Başparmağın ve işaret parmağının manevra kabiliyetini BionicSoftHand‘ın ilk versiyonuna kıyasla geliştirmek için, geliştiriciler her iki parmağın yanal dönüş aralığını büyük ölçüde arttırdı. Sonuç olarak, bu sistem birlikte iyi çalışmaya ve büyük bir hassasiyetle kavramaya başladı. İki serbestlik derecesine sahip 3D baskılı bilek sayesinde, el hem ileri geri hem de sola ve sağa hareket edebilir. Bu, dar bir yarıçapla kavramanın da mümkün olduğu anlamına gelir.
Hassas parmaklara sahip tutucu
Parmakların stabilitesini arttırmak için, hava odalarının her biri şimdi kemik görevi gören iki yapısal eleman içerir. Her parmak için, iki parçalı bir bükme sensörü parmak uçlarının konumlarını belirler. El, ayrıca parmak uçlarında, avuç içinde ve robot elinin dış taraflarında dokunma kuvveti sensörlerine sahip bir eldiven giyer. Bu, kavranacak öğenin doğasını algılamasına ve kavrama gücünü tıpkı insanların yaptığı gibi belirli bir öğeye uyarlamasına olanak tanır.
Sinir ağı kullanarak nesne algılama
Dokunsal sensörlere ek olarak, elin bileğin içinde bir derinlik kamerası vardır, böylece nesneleri görsel olarak algılayabilir. Robot eliyle, kısmen kaplansa bile, bir dizi nesneyi algılayabilir ve kavrayabilir. El doğru bir şekilde eğitildikten sonra, toplanan verileri nesneleri değerlendirmek ve iyiyi kötülükten ayırt etmek için kullanabilir. Bilgiler, veri artırımı yardımı ile önceden eğitilmiş olan bir sinir ağı tarafından işlenir.
Elektrik kollu mobil robot uygulaması
BionicSoftHand 2.0, mobil bir ballbot ve hafif, elektrikli bir robot kolu olan DynaArm ile birleştirilmiştir. DynaArm, sadece bir kilo ağırlığında yüksek entegre sürücü modüllerine sahip hafif tasarımı sayesinde hızlı ve dinamik hareketler gerçekleştirebilir.
Mobil kullanım ve bağımsız enerji temini
Ballbot için, geliştiriciler sofistike bir sürüş konsepti seçtiler: bir top üzerinde denge bulmaya çalışan robot. Bu, BionicMobileAssistant’ın her yöne serbestçe hareket edebileceği anlamına gelir. Sistemin tüm enerji kaynağı üzerindedir. Kol ve robot için pil gövdede bulunur; pnömatik el için basınçlı hava kartuşu üst kola takılır. Robot böylece sadece hareketli değil, aynı zamanda bağımsız olarak da çalışabilir. Ana bilgisayarda saklanan algoritmalar sistemin özerk hareketlerini de kontrol eder. Robot, iki kamera kullanarak bağımsız olarak üç boyutta yönelebilir.
Çok çeşitli uygulama seçenekleri
Sistem, insanlar için doğrudan asistan olarak, örneğin bir servis robotu, montajda yardımcı bir el olarak veya çalışanların ergonomik olarak yorucu veya monoton görevleri yerine getirmelerine yardımcı olmak için mükemmel olacaktır. Ayrıca, tehlikeler veya sınırlı erişilebilirlik nedeniyle insanların çalışamayacağı ortamlarda da kullanılabilir. Bu, bakım veya onarım çalışmalarını, veri ölçümlerini veya görsel incelemeleri içerebilir. Ayrıca, enfeksiyon riskinin arttığı veya personelin enfeksiyonlar nedeniyle erişemediği alanlarda en basit görevleri yerine getiren mobil robotları hayal etmek de mümkündür. Örneğin, gelecekte olası bir senaryo, restoranlarda veya teslimatta masaya içecek ve yiyecek getiren bir robot garson olabilir.