Co má společného chameleon, pavouk a mravenec? Společnou bioniku

Datum 11.03.2021

Z přírody přicházíme a k přírodě směřujeme. Každý konstruktér má jasno – přírodní zákony neobejde. A jakkoliv můžeme být pyšní na to, co dokážeme, jsme rádi, pokud se nám přírodní úkazy podaří alespoň pochopit.

Rozmanitost světa kolem nás je proto úžasným zdrojem inspirace nejen pro přírodovědce či umělce všeho druhu, ale také pro techniky a konstruktéry. U firmy Festo najdete přímo tým, který se zabývá oborem „Bionic Learning Network“. Proč takový název? Protože tento tým především spojuje nejrůznější obory a lidi různých povolání tak, aby mohl vzniknout komplexní pohled na dané téma. Na projektech se podílí mnoho univerzit a institucí, partnerských firem a samozřejmě firemních specialistů. A protože hlavním a nejsilnějším know-how Festo je pohyb, nejčastějšími tématy projektů jsou pohyb, úchop, řízení a komunikace. Zde je stručný pohled na několik projektů z nedávné doby.

BionicWheelBot

Co je účinnější? Chůze nebo valivý pohyb? Maloočka Rechenbergova si s tím hlavu neláme – pohybuje se oběma způsoby. Tento výjimečný jev napodobuje bionický pavouk, jehož kinematika se kromě chůze dokáže proměnit v kutálející se klubko. Model je opět věrnou napodobeninou vzoru. Přizpůsobuje se situaci a efektivně optimalizuje pohyb v prostoru. Snadno seskočí ze stolu a kutálí se, jindy zase překážky překračuje.

Pro techniky, konstruktéry a programátory je BionicWheelBot poučením ohledně neobvyklé a proměnné kinematiky, lehké konstrukce, optimalizace chování a z ní plynoucí úspory energie.

FlexShapeGripper

Chameleoni udivují svojí šikovností při nekompromisním lovu hmyzu. Zpomalený záznam lovu prozrazuje, jak se chová jejich jazyk. Stal se proto vzorem pro úchop předmětů nejrůznějšího tvaru,

Silikonová membrána chapadla FlexShapeGripper je mírně zvětšena malým vnitřním přetlakem – drží tak lépe tvar – a po přiblížení se k předmětu ji pneumatický válec čistě mechanicky zahrnuje dovnitř. Membrána během zahrnování pojme daný předmět, a tak ho uchopí. Nezáleží na tvaru, velikosti a druhu materiálu – chapadlo je univerzální.

V katalogu výrobků Festo najdete chapadla DHEF, která s výhodou pracují s předměty rozmanitých tvarů a často tvoří například přizpůsobivý doplněk robotů.

BionicANTs

Kdo by se nezajímal o úžasnou organizaci práce v mraveništi? Dokážeme ji alespoň částečně napodobit? Takové ambice si vytýčil tým při vývoji mechanických mravenců. Mají poněkud větší rozměry, zato jejich chování je v mnohém velmi podobné. Při přesunu předmětů se navzájem koordinují a pohybují se vždy optimálním směrem. Energetická úspornost vyplývá z pohonu všech nohou a kusadel celkem dvaceti piezopohony. Mravenci se orientují pomocí stereokamery a čtečky obdobné čidlu v počítačové myši. Elektronika se postará i o včasné „zaparkování“ na nabíječce.

Technicky jde o miniaturizaci, velmi poučné algoritmy vedoucí ke spolupráci mezi systémy, šetření energií, neobvyklé způsoby pohybu a mimo jiné také o využití tzv. piezobenderů, které dnes tvoří základ mnoha regulačních ventilů Festo – s nedostižnou přesností, rychlostí a energetickou úsporností.

Václav Lacina, fota: Festo

Volty 700 x 200 px

Komentáře