Home » Bionica » Bionische projecten van Festo

SmartBird

Een van de oudste dromen van de mensheid is om te vliegen als een vogel: om zich vrij door de lucht te bewegen in alle dimensies en om een “vogelperspectief” van de wereld te nemen vanop een afstand. Niet minder fascinerend is de vogelvlucht zelf. Vogels bereiken lift en blijven in de lucht met alleen de spierkracht van hun vleugels, waarmee ze de nodige stuwkracht genereren om de luchtweerstand te overwinnen en hun lichaam in beweging te zetten zonder draaiende “componenten”. Vogels meten, controleren en reguleren hun beweging door de lucht voortdurend en autonoom om alleen maar te overleven.

Met SmartBird is Festo erin geslaagd de vlucht van de vogels te ontcijferen. Deze bionische vogel, geïnspireerd door de zilvermeeuw, kan zelfstandig starten, vliegen en landen, zonder extra aandrijving. Zijn vleugels slaan niet alleen op en neer, maar draaien ook onder bepaalde hoeken. Festo is er dus in geslaagd om een energie-efficiënte technische aanpassing van het natuurlijke model te realiseren.

eMotionButterflies

Vlinders staan bekend om hun komst naar de wereld als rupsen en later als kleurrijke vliegende wezens. Wat vooral opvalt zijn hun grote vleugels in vergelijking met hun slanke lichaam. De vleugels zijn flinterdun en bestaan uit een elastisch membraan, dat de wezens hun unieke lichtheid en aerodynamica geeft. Met de eMotionButterflies heeft Festo nu ook hun uiterst sierlijke en wendbare vlucht technisch geïmplementeerd. Om te voorkomen dat de ultralichte vliegende objecten met elkaar in botsing komen, worden ze gecoördineerd door een indoor GPS, die ook kan worden gebruikt als een begeleidings- en monitoringsysteem in de toekomstige productie.

Om hun natuurlijke rolmodel zo goed mogelijk na te bootsen, zijn de kunstmatige vlinders voorzien van hooggeïntegreerde boordelektronica. Ze zijn in staat om de vleugels individueel met precisie te activeren en zo de snelle bewegingen uit te voeren. Omdat de vleugels elkaar licht overlappen, ontstaat er een luchtspleet tussen de vleugels als ze slaan, wat de vlinders hun speciale aërodynamica geeft.

BionicANTs

Voor de Bionicanten heeft Festo niet alleen de delicate anatomie van de natuurlijke mier als voorbeeld genomen. Voor het eerst wordt het coöperatieve gedrag van de wezens ook overgedragen aan de wereld van de technologie met behulp van complexe controlealgoritmen. Net als hun natuurlijke rolmodellen communiceren ze met elkaar en werken ze samen volgens duidelijke regels om een gemeenschappelijke taak op te lossen. De kunstmieren laten zo zien hoe autonome individuele componenten een complexe taak samen kunnen oplossen, werkend als een totaal systeem in een netwerk.

AquaJellies

Net als hun natuurlijke model glijden de AquaJellies van Festo elegant en schijnbaar moeiteloos door het water. Dit wordt gewaarborgd door hun adaptieve tentakels, die worden aangestuurd door een elektrische aandrijving in hun lichaam. De geïntegreerde communicatie- en sensortechnologie plus de realtime diagnostiek maken gecoördineerd, collectief gedrag van meerdere kwallen mogelijk, zelfs in een beperkte ruimte.

Festo visualiseert ideeën over hoe efficiënt systemen op het gebied van watertechnologie er in de toekomst uit kunnen zien.

BionicKangaroo

Met de BionicKangaroo heeft Festo de unieke manier waarop een kangoeroe beweegt technologisch gereproduceerd. Net als zijn natuurlijke model kan de BionicKangaroo de energie efficiënt herstellen, opslaan en terugwinnen bij de volgende sprong. De technische implementatie vereist zowel geavanceerde besturingstechnologie als stabiele sprongkinematica. De consequente lichtgewicht constructie en de intelligente combinatie van pneumatische en elektrische aandrijvingen maken het unieke springgedrag mogelijk. Het systeem wordt gecontroleerd door middel van gebaren.

BionicCobot

De BionicCobot is gebaseerd op de menselijke arm, maar niet alleen wat betreft de anatomische constructie. Net als zijn biologische rolmodel lost de pneumatische lichtgewicht robot veel van zijn taken op met behulp van flexibele en gevoelige bewegingen. Door deze flexibiliteit kan het direct en veilig samenwerken met de mens.

Bionic Handling Assistant

De Bionic Handling Assistant is een voorbeeld van hoe structurele flexibiliteit en nieuwe besturingsconcepten, bijvoorbeeld gebaseerd op spraak- en beeldherkenning, mensen kunnen helpen om eenvoudig (en vooral veilig) te communiceren met machines in de fabrieksomgeving van de toekomst. Bij een botsing met de menselijke operator vormt het systeem geen gevaar meer en hoeft het niet meer zorgvuldig tegen mensen te worden afgeschermd zoals bij conventionele fabrieksrobots.

FlexShapeGripper

De kameleon is in staat om een verscheidenheid aan verschillende insecten te vangen door zijn tong over de respectievelijke prooi te leggen en deze veilig in te sluiten. De FlexShapeGripper gebruikt dit principe om de meest uiteenlopende voorwerpen op een vormvaste manier vast te pakken. Met behulp van de elastische siliconen dop kan hij zelfs meerdere voorwerpen in één keer oppakken en in elkaar zetten, zonder dat er een handmatige ombouw nodig is.

Airacuda

De Airacuda bootst een vis na wat betreft de functie, het structurele ontwerp en de vorm. Het kinematische concept van Airacuda lijkt sterk op dat van het biologische rolmodel – voortstuwing wordt bereikt door middel van een mechanische vinnenaandrijving.

BionicOpter

Dankzij de lichte constructie en de functie-integratie heeft Festo de zeer complexe vliegeigenschappen van de libel technisch onder de knie gekregen door de BionicOpter te creëren. Net als zijn model in de natuur kan dit ultralichte vliegende object in alle richtingen vliegen, in de lucht zweven en zweven zonder zijn vleugels te slaan.

BionicFlyingFox

The flying fox belongs to the Chiroptera family – the only mammals that can actively fly. Ze zijn nauw verwant aan vleermuizen, maar in tegenstelling tot vleermuizen die worden geleid door echografie, worden vliegende vossen geleid met behulp van hun grote ogen. Een duidelijk kenmerk is hun fijne elastische vliegende membraan dat bestaat uit een epidermis en een dermis en zich uitstrekt van het verlengde middenhandsbeen en de vingerbeenderen tot aan de voetgewrichten.

Voor de BionicFlyingFox ligt de focus, net als bij het biologische model, op de lichtgewicht constructie. In de techniek geldt hetzelfde als in de natuur: hoe minder gewicht er moet worden verplaatst, hoe lager het energieverbruik. Bovendien bespaart het lichtgewicht ontwerp grondstoffen in het bouwproces.

BionicWheelBot

De Marokkaanse flic-flac spin, in 2008 ontdekt in de Erg Chebbi woestijn aan de rand van de Sahara door bionics-ingenieur professor Ingo Rechenberg, was de inspiratiebron voor de BionicWheelBot. De flic-flac spider kan net als andere spinnen lopen. Het kan zich echter ook in de lucht voortstuwen met een gecombineerde opeenvolging van salto’s en rollen op de grond. Het is ideaal aangepast aan de omgeving: op de grond is het twee keer zo snel in de “rollende modus” als bij het lopen. Echter, waar het ongelijkmatig is, loopt het normaal gesproken sneller. In de woestijn, waar beide soorten terrein te vinden zijn, kan het zich veilig en efficiënt verplaatsen.

Net als zijn biologische model heeft de BionicWheelBot acht poten, die hem helpen om zowel te lopen als te rollen. In de rollende modus doet de BionicWheelBot een salto met zijn hele lichaam, net als de echte flic-flac-spin.