Język kameleona na linii produkcyjnej

Język kameleona na linii produkcyjnej

Inżynierowie z japońskiej firmy Canon skonstruowali cztery zrobotyzowane balistyczne manipulatory inspirowane językiem kameleona. Każdy z czterech manipulatorów wzorowany jest na innym elemencie języka, a połączone będą mogły w przyszłości posłużyć do skonstruowania zaawansowanego zrobotyzowanego manipulatora, który znajdzie zastosowania w produkcji.

Kameleon dysponuje językiem, który jest najszybszy, najdłuższy i może przenosić największe obciążenia spośród wszystkich zwierząt. Jego język może zostać wystrzelony z prędkością dochodzącą do 10,5 metra na sekundę i może rozciągnąć się od sześciu długości samego kameleona. Jest on nazywany balistycznym, gdyż wystrzelony porusza się, podobnie jak pocisk, siłą bezwładu.

„Z tego co wiem, jest to pierwszy przykład manipulatorów bazujących na języku kameleona.” – stwierdziła Alexis Debray z Canon. „Mechanizm działania języka kameleona zapewnia duże przyspieszenia i prędkości, a przy tym większa część ruchu odbywa się bez użycia siły.” – dodała.

Sam język kameleona jest tylko elementem większego systemu. Stanowi jedynie zakończenie mięśnia gnykowo-językowego. Cały ruch języka składa się z trzech faz: wyrzut, chwyt oraz cofanie. Każda z tych trzech faz jest kontrolowana przez inny system. Język składa się z mięśnia przyspieszającego i włókien kolagenowych kontrolujących wyrzut. Kameleon delikatnie wysuwa swój język, a następnie go wystrzeliwuje. Gdy język dosięga ofiary, przykleja się do niej dzięki małej przyssawce umieszczonej na jego koniuszku. Następnie mięsień gnykowo-językowy wycofuje język.

Podobnie jak język kameleona, zrobotyzowane manipulatory wykorzystują do wyrzutu, chwytania i chowania różne wyspecjalizowane systemy. Efekt wyrzutu wszystkich czterech manipulatorów uzyskiwany jest dzięki działku magnetycznemu. Mechanizm gnykowo-językowy zastąpiony jest przez elastomery i bawełniany sznurek. Do chwytania służą magnesy umieszczone na koniuszkach elastomerów. Do cofania języka służy również elastomer oraz silnik prądu stałego. Jeden z manipulatorów wyposażony jest w skrzydła, które pomagają wykorzystać efekt aerodynamiczny.

„W przyszłości, ruchome skrzydła pozwolą kontrolować trajektorię po wyrzuceniu języka, co nie jest obecnie możliwe.” – stwierdziła Debray. „W naszych eksperymentach, skrzydła nie są ruchome.” – dodała.

Dzięki bardzo szybkiej kamerze, Debray mogła śledzić ruch manipulatorów. Wyniki pokazały, że manipulatory mogą osiągnąć prędkość do 3,8 metra na sekundę. Natomiast ich przyspieszenie, to 919 metrów na sekundę do kwadratu, co stanowi wartość trzykrotnie większą niż u kameleona.

Dzięki wyposażaniu zrobotyzowanych manipulatorów w różne akcesoria, mogą one znajdować różne zastosowania, związane głównie z przemieszczaniem produktów na linii produkcyjnej. Na przykład, manipulatory wyposażone w czujniki mogłyby odczytywać dane z produktów. Mogłyby również służyć do znakowania, albo przemieszczania obiektów. Natomiast dzięki temu, że większa część całego ruchu odbywa się bez udziału siły, mniej poważne są konsekwencje ewentualnego zderzenia. Niestety, największym problemem obecnych manipulatorów jest ich zawodność, która hamuje możliwość ich praktycznego zastosowania.

W temacie:

Robot wspina się jak gekon

Doskonalsze roboty inspirowane insektami

(lk)