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仿生科技与自动化趋势的结合

  • DIGITIMES企划

飞斯妥股份有限公司电驱动业务发展经理张有安。
飞斯妥股份有限公司电驱动业务发展经理张有安。

飞斯妥(Festo)股份有限公司电驱动业务发展经理张有安先生,针对「仿生科技与自动化趋势的结合」做议题分享。他指出,Festo是欧洲气压元件自动化的第一大厂,在台湾深耕30年,具备自动化控制领域的专业知识(如技术销售、即安装?定制化解决方案、准时交货、收送?客户?组装服务)。

公司核心价值在于其开发可应用在特定产业(汽车、食品及饮料、电子业?轻组装、平面显示器?太阳能、生物科技?制药、水处理等产业)的专用产品,并透过全球Festo专家的现场支持,同时符合产业要求的产品认证和标准、结合应用和技术的know-how,引领客户参与R&D的创新。

Festo的产品组合,包含产品(气压、电动、传感器、控制)、服务(物流、调试、操作、维修)、谘询(工程规划、教育训练),并提供预组装解决方案、移载单元、控制箱、空气品质分析、物流解决方案、节能服务、工业训练、职业训练、教学工具等,以增加客户的效能。

此外,Festo供应整个控制键的智能自动化解决方案(工厂自动化与制程自动化),让客户选择合作范围、广度和深度。其超过3万种型录产品与每年约100种创新产品,提供客户无人能及的先进自动化目标,以达到节能、可靠、速度、成本、品质与安全标准的多重目标。

仿生技术栩栩如生  协助自动化更有效率

有关仿生科技与自动化趋势的结合,张有安以影片展示,来说明其「仿生蜻蜓」(BionicOpter)产品,于2013年发表,身体仅48厘米、翅膀张开仅70厘米,重量175克,透过无线控制方式,栩栩如生地刻划出蜻蜓外型的飞行器,翱翔于大楼之间。

Festo希望藉由开发仿生技术,将冷冰冰的科技,以拟真、仿真的动物姿态,呈现在众人面前,同时也为台湾的工业发展提供一个参考的方向。透过产学等跨领域技术的结合,激发出不同的仿生技术应用,以延伸出工业应用上的新动力。

张有安表示Festo自2006年开始,每年都有4?5个专案在进行,并推出创新的仿生机电产品,吸引全世界目光。接着他依序展示值得介绍的产品。例如仿生蜻蜓的内部构造,包含其具备13个自由度,里面采用9颗马达,且都采用轻薄材质,使其重量能非常轻。接着展示2012年发表的「穿戴式机械手臂」(ExoHand),除了可以透过人手的传动来控制手臂之外,还结合了VR(虚拟实境)的方式,让人可以线上控制机械手臂的各种动作,包含拿取各种不同形状的小物品,并放到箱子里。

多款仿生机电产品  耳目一新的创新

紧接着,Festo以海浪为灵感,开发出WaveHandling的产品,类似弹簧床的表面,上面放置一至多颗球(或蛋),然后透过平板电脑来控制该床的表面的突起区域,营造出波浪的样子,以移动球的方向至某个定点。再来是2014年所发表的「可飞行发光球」(eMotionSpheres),是多颗可发光、可飞行的球状物,在其上面配有摄影机,来侦测周围环境并控制浮起来高度、方向,并可飞至基站上。

而测试人员也尝试拿其中一球来进行碰撞测试,其他的球都会自动闪避,而往上抛的时候,也会自动计算力道,来调整到正确位置。接着是「机械夹爪」产品,如MultiChoiceGripper,其可更换各种手指,并可抓取各种形状的物品,如圆锥体、长方体、球状物等等,且具备接近人类手臂的自由度。

再来是2014年最新的「仿生袋鼠」(BionicKangaroo)产品,是一款外型与袋鼠相似的产品,可以往前跳跃,并左右移动方向,透过「驯兽师」手中的MYO智能臂环(armband),经由手势控制方式,以无线传输来命令袋鼠的跳跃与移动。

体重7公斤,高度约1米,垂直?水平跳跃约40?80厘米。其内部构造是将驱动器、控制技术和移动能量供应结合起来,为袋鼠提供动力。在跳跃前将弹性肌腱充气以获得预张力,袋鼠重心向前转移,跳出去后,双腿着陆时,肌腱再次拉紧,把跳跃产生的动能转化成下一次跳跃的位能。Festo以机器人形式,研究袋鼠的跳跃行为,目标是改善汽车和电脑等产品制造的工业自动化系统。

至于「仿生移载助手」(Bionic Handling Assistant),便受到大象鼻子的启发所设计而成,整个结构可弹性伸缩、弯曲,具备高达11个自由度,移动上更灵活,适合应用在复杂的自动化环境上。

此外,「仿生移载助手」内的视觉系统,可侦测产品种类与位置并抓取起来,放在正确的位置,可应用在输送带的产品挑拣,另也有电子产业组装所需的各式气压、电动、或气电整合系统。整体而言,Festo的仿生技术,可完美应用在工具机自动化、食品包装机械、零件组装产线、生技产业产线等用途,激发并创造出更多应用。