【工業之美】這家德國仿生機器人公司又出新作了 這次是會飛的企鵝...
2020-11-27 界面新聞飛行不僅是人類最古老的夢想之一，對在仿生機器人領域享譽全球的德國工業自動化公司費斯託（Festo）來說，也是反覆出現的主題。
日前，美國電氣與電子工程師學會（ IEEE Spectrum）在Youtube上發布了一則視頻，展示了Festo最新的三款飛行仿生機器人：情感蝴蝶（eMotionButterfly）、空中水母（AirJelly）和空中企鵝（AirPenguin）。在視頻中，Festo的首席駕駛員Markus Schäffer分別展示三款飛行仿生機器人的功能。
eMotionButterfly蝴蝶機器人是Festo首次將人工昆蟲的輕巧構造與無碰撞飛行行為相結合的產品。該機器人的重量僅有40克，還包括了微型電池和電機，它可以通過攝像跟蹤系統實現自主運行，還能最多15個同時工作並相互配合，甚至彼此間還可以「交談」，而不會彼此碰撞。
為了儘可能完美複製自然世界的蝴蝶，eMotionButterfly配有高度集成的電子面板，使它們能夠各自地，且精確地激活翅膀，從而實現快速運動。為了保證飛行過程的可靠穩定，持續的通訊是必不可少的，eMotionButterfly面板上無線電和傳感器技術以及引導和監測系統的結合實現了單個飛行體的定位。
eMotionButterfly的飛行是不需要人為控制監測的，其飛行路線是中央計算機上預先編程並存儲的指定路徑。視頻中的房間設有10臺紅外線攝像機，用於監測機器人的位置並將數據傳輸到中央計算機，計算機從而根據實時信息進行外部協調。
一旦機器人離開設定路徑，計算機會立即對其糾正。 為此，攝像跟蹤系統每秒會對機器人的精確實際位置進行160次測量，重新調整每個偏差。 因此飛行路徑的規劃是不斷更新的，此外計算機還能及時檢測到潛在的碰撞風險，以設定出適當的迴避策略。
除了本來就會飛行的蝴蝶，Festo同樣也以不具備飛行能力的動物為原型設計出了飛行機器人。
AirJelly是一個無線遙控的空中水母，由直徑為1.35米的氦氣球和八根自適應觸鬚組成，具有央驅動器和智能自適應機制。 氦氣球體積為1.3立方米， 1立方米的氦氣可為其提供約1公斤的浮力。AirJelly的總重量，包括氣球及其所有輔助部件，不超過1.3公斤。
AirJelly備有兩個鋰離子聚合物蓄電池，可在半小時內完成充電，能支持2個半小時－3小時的飛行時間。 機器人的中央驅動器將電力傳遞到錐齒輪，然後依次傳遞到八個正齒輪，這些齒輪帶動八個軸，每個觸角激活一個曲柄，以此帶動了八根「觸角」，「觸角」的設計成包括兩個拉壓力交替的側翼， 如果側翼受到壓力，則結構會自動沿所施加的力的方向彎曲。 綜合起來，八根觸手就產生了一種類似於生物蠕動的運動，可以通過內置的軸承實現遠程操控。
據Festo官網介紹，通過蠕動實現推進在航空史上是空前的， AirJelly是首個以蠕動為驅動力的室內飛行物體。
相較於前兩者，AirPenguin的設計就顯得比較可愛卡通，它由一個形似飛艇的氣囊和鰭狀肢組成，兩邊的腳蹼可以提供向前的推力，尾鰭和鼻尖處均可自由活動。此外，該機器人還配備了複雜的導航和通信設施，允許他們自主或根據固定規則進行自主探索。
2016年早些時候，Festo發布了一款名為FreeMotionHandling的飛球自動運載工具，可自動裝卸重達400g的物品。該飛行球直徑為137cm，由球體、轉子填充環和抓取器組成，淨重僅有50克，充滿氦氣後也僅有1400克重。值得注意的是，該機器人的抓取器設計靈感來源於變色龍的舌頭。
據IEEE Spectrum，Festo在仿生機器人領域的試驗反映了一種「將大自然作為技術改進靈感的創造方式的探索」的努力，該公司將於2017年再次推出新產品。
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