德國Festo再出3款仿生機器人黑科技：觸手、象鼻、手臂

編 | Lina

智東西3月28日消息， 昨天， 德國自動化技術商Festo（費斯托）在德國斯圖加特上推出了三款來自Festo仿生學習網路（Bionic Learning Network）的仿生機器人——靈感分別源自於人的章魚觸手、象鼻、和人類手臂。 其中OctopusGripper（章魚）專案是Festo與北京航空航太大學合作的成果， 這也是Festo仿生學習網路首次與亞洲高校開展合作。

費斯托成立於1925年， 屬自動化技術領域的領先廠商， 同時提供工業基礎和高級技術培訓服務；不過在科技圈， 更受業內關注的還是它的各類酷炫仿生機器人（如海鷗、蜻蜓、袋鼠、螞蟻、蝴蝶等）， 智東西早期曾進行過相關報導。

OctopusGripper-章魚觸手

章魚是一種迷人的海洋生物，

沒有骨骼， 幾乎完全以柔軟的肌肉組成， 章魚能夠在水下自如地移動， 其觸手非常靈活和自如， 可敏捷地抓捕不同形狀、不同尺寸的各種生物如貝類、魚類、蟹類甚至鯊魚。

OctopusGripper由氣動的軟矽膠結構構成。 接通壓縮空氣後， 觸角將向內彎曲，

並可根據各自外形， 輕柔地包裹抓取物體。 如同其自然原型一樣， 矽觸角的內側安裝有兩排吸盤。 位於抓手頂端的小型吸盤被動發揮作用， 而在較大的吸盤上則可以應用真空， 以牢固地抓住物體。 由此將吸附與纏繞兩種方式結合， 實現對多種不同形狀、不同尺寸、不同擺放姿態物體的安全、無損、穩定抓持。 相比傳統剛性體機器人， 仿生軟體觸手具備的柔性抓取特性使其可以更加高效、安全地與人類和自然界進行交互。

該專案由Festo與北京航空航太大學文力副教授及其實驗室團隊歷時一年半合作完成。 對此次合作， 文力副教授表示：“仿生軟體機器人是一項集材料、力學、生物學、自動化等多學科的交叉研究，

也是目前國際學術界的前沿研究熱點。 其未來應用除了工業抓持， 還可以應用到家庭服務、醫療康復、智慧穿戴等多個領域。 ”

BionicMotionRobot-象鼻+章魚觸鬚

BionicMotionRobot從象鼻和章魚觸鬚的運動中獲得啟發， 採用了柔性氣動波紋管結構和相應的閥和控制技術， 能毫不費力地模仿這兩種原型的動作。 氣動輕型機器人擁有十二個自由度， 這種仿生手臂的負載能力為三公斤– 與本身重量相當。 敏感、柔和、強大。

波紋管由堅固的彈性體構成。 每個均由獨特的3D紡織面料包裹， 與章魚觸鬚的肌纖維類似， 得益于這一創新纖維技術， 波紋管結構能夠向所需運動方向進行伸展， 同時在另一個方向上受限， 首次能最大限度釋放可用力。

BionicMotionRobot的手臂由三個基礎節段構成， 每段均由四個氣動波紋管驅動。 Festo Motion Terminal（Festo數位控制終端）負責十二個柔性波紋管結構的複雜控制和調節任務。 安裝在系統縱軸的光學外形感測器識別整體運動裝置的位置、形狀和互動。 通過這種模組化設計， 機器人手臂可在三個不同的方向上同時彎曲，

並流暢地對其生物學原型的自然運動予以轉化。

柔性運動裝置概念以2010年的仿生搬運助手為基礎， 後者以其安全可靠的人機合作特點榮獲德國未來獎。

BionicCobot-人類手臂

BionicCobot運動方式以人類手臂為原型， 整個結構包括肩膀、上臂、肘、橈骨和尺骨以及爪手。 該機器人有七個關節， 每個關節都利用了二頭肌和三頭肌的自然工作機制 – 伸屈肌群高效率的相互作用。 藉此， 這個機器人可實現非常精細的動作， 跟人的手臂功能無異。

BionicCobot可以進行精細調節，動作可充滿力量、敏捷，或敏感柔和、一觸即收；因此該系統即使與人發生碰撞也不會危及人身安全。這種特性的實現要歸功於Festo Motion Terminal（數位控制終端），這是一種氣動自動化平臺，在小空間中整合了高精度機械元件、感測器、複雜的控制和測量技術。

取決於待執行的工作， BionicCobot 能配備多種不同的抓取系統。通過特別開發的圖形化使用者介面可直觀地進行操作：使用者可示教BionicCobot 需要執行的動作，配置相應的參數。設置的工序可用拖拽功能複製到工序排序介面中，可實現任意運動順序。整個運動順序在連線設定時，機器人會同步完成動作。平板電腦和Festo Motion Terminal（數位控制終端）之間的介面是機器人作業系統（ ROS）平臺，可計算動態路徑規劃。

Festo仿生學習網路在世界上享有盛譽，通過與世界著名大學、研究機構和開髮型企業合作，在過去10餘年研製出一系列聞名世界的仿生機器人，如智慧飛鳥，仿生蝴蝶，仿生袋鼠等。有人可能會好奇，為什麼Festo要做這些機器人，能靠這個賺錢？並不是。作為工業自動化技術領域的全球領先廠商，2016年Festo集團銷售額約為27億歐元，在全球250個國家和地區有18,700名員工（在中國有約2,000名員工）。Festo仿生學習網路的目標是借助仿生學讓自動化運動過程更具效率和成效，為自動化世界提供源源不斷的靈感。

BionicCobot可以進行精細調節，動作可充滿力量、敏捷，或敏感柔和、一觸即收；因此該系統即使與人發生碰撞也不會危及人身安全。這種特性的實現要歸功於Festo Motion Terminal（數位控制終端），這是一種氣動自動化平臺，在小空間中整合了高精度機械元件、感測器、複雜的控制和測量技術。

取決於待執行的工作， BionicCobot 能配備多種不同的抓取系統。通過特別開發的圖形化使用者介面可直觀地進行操作：使用者可示教BionicCobot 需要執行的動作，配置相應的參數。設置的工序可用拖拽功能複製到工序排序介面中，可實現任意運動順序。整個運動順序在連線設定時，機器人會同步完成動作。平板電腦和Festo Motion Terminal（數位控制終端）之間的介面是機器人作業系統（ ROS）平臺，可計算動態路徑規劃。

Festo仿生學習網路在世界上享有盛譽，通過與世界著名大學、研究機構和開髮型企業合作，在過去10餘年研製出一系列聞名世界的仿生機器人，如智慧飛鳥，仿生蝴蝶，仿生袋鼠等。有人可能會好奇，為什麼Festo要做這些機器人，能靠這個賺錢？並不是。作為工業自動化技術領域的全球領先廠商，2016年Festo集團銷售額約為27億歐元，在全球250個國家和地區有18,700名員工（在中國有約2,000名員工）。Festo仿生學習網路的目標是借助仿生學讓自動化運動過程更具效率和成效，為自動化世界提供源源不斷的靈感。