Учёные и инженеры Festo, в который раз, радуют нас биоинспирированными роботами. На этот раз — это робот-муравей и робот-бабочка.

До этого были: стрекоза, кенгуру, а так же чайка, медуза, аэро-пингвин, хобот и т.д.

Робот-муравей

Роботы-муравьи — BionicANTs, предназначены для демонстрации кооперативных действий, которые моделируют обычное поведение муравьёв в природе.
Словно обычные муравьи, BionicANTs следуют набору простых правил. Сохраняя свою автономность — они способны работать вместе, что необходимо при решении более сложных и масштабных задач.

Общаясь между собой, муравьи координируют свои действия и движения, поэтому их группа может манипулировать объектами, которые гораздо больше, чем они сами.

Сам робот-муравей, в значительной степени изготовлен при помощи методов 3D-печати (лазерное спекание). А их электронные схемы, расположенные на внешней стороне их корпуса, выполнены при помощи 3D-MID-технологии, при которой 3D-проводники и контактные площадки, выполняются на объёмных пластиковых элементах конструкции.

Трёхмерные системы на пластиках (3D-MID — Molded Interconnect Device) — состоят из литых термопластиковых оснований с интегрированной системой соединений.
Данная технология позволяет:
* упростить конструкцию изделия,
* сократить количество сборочных единиц,
* уменьшить вес изделий,
* повысить их надежность,
* более экологичны, по сравнению с обычными печатными платами.
Основные рынки 3D-MID-технологии: автомобильная электроника, телекоммуникации, бытовая техника, медицинские технологии.

В голове роботов-муравьёв, имеется стерео-камера, а их усики-антенны, на самом деле, используются в качестве контактных электродов для зарядки аккумуляторов. Для этого они утыкаются усами в шины питания.
Движущиеся части, робота — ноги и челюсти, изготовлены из 20 изгибающихся пьезо-керамических актуаторов (“trimorphic piezo-ceramic bending transducers”) (2 — челюсти, 18 — ноги), которые способны быстро и эффективно двигаться.
Использование пьезо-керамических актуаторов оправдано, т.к. они компактные, долговечные и потребляют мало энергии. При этом, их можно использовать и как элемент конструкции.

Так же, под брюшхом, робота-муравья, располагается оптический датчик (почти как в компьютерной мыши — используется для оптической одометрии), позволяющий им ориентироваться при помощи инфракрасной маркировке на полу.

Характеристики:
Длина: 135 мм,
Высота: 43 мм,
Ширина: 150 мм,
Вес: 105 г.
Длина шага: 10 мм.
Стерео-камера: Micro Air Vehicle (MAV) lab от Delft University of Technology
Радио-модуль: JNtec
Оптический сенсор: ADNS-2080 от Avago Technologies
Процессор: Cortex M4
Аккумулятор: 8.4 V, 380 mAh Li-Po
Время работы: 40 мин.

UPD 2016-20-01

Робот-бабочка

Бабочки eMotion — очень красивы. Каждая летает автономно, при помощи независимо управляемых крыльев, что позволяет им летать по заранее запрограммированным маршрутам.

Для контроля, чтобы бабочки не врезались друг в друга или стены, они непрерывно отслеживается при помощи 10 высокоскоростных (160 кадров в секунду) ИК-камер, установленных вокруг их области полета.
Для отслеживания, используются 2 активных ИК-маяка, установленные на каждой бабочке.

Характеристики:
Размах крыла: 50 см,
Вес: 32 г.,
Частота взмахов: ~1–2 Гц,
Скорость полета: 1–2.5 м/с,
Время полёта: 3–4 мин.,
Время перезарядки: 15 мин.

Компоненты:
микроконтроллер: ATxmega32E5 — 1 шт., ATmega328 — 1 шт.,
сервомашинки: от MARK STAR Servo-tech Co. — 2 шт. (приводят в движение крылья),
интециальная система (ИНС — inertial measurement unit, IMU) — MPU-9150 с гироскопом, акселерометром и компасом,
2 радио-модуля, 2 LiPo cells 7.4 V 90 mAh, 2 ИК-светодиода (активные маркеры).

Крылья робота-бабочки, сконструированы из тонких углеродных стержней (для структуры) и покрыты тонкой эластичной плёнкой (конденсаторной).

Ссылки
Festo Bionic Learning Network
Festo BionicAnts (PDF)
Festo eMotionButterflies (PDF)
Festo’s Fantastical Insectoid Robots Include Bionic Ants and Butterflies

По теме
Будущее за бионическими роботами?
BionicOpter — робот-стрекоза от FESTO
DelFly Explorer — робот-стрекоза
В Гарварде разрабатывают роботов-пчёл
DASH — робот-таракан
Таракан-киборг
Прыгающие оригами-роботы