Festo, 코끼리 코를 닮은 핸들링 시스템

유연하고 자원 효율적이며 적응력이 있다이는 바이오닉 핸들링 어시스턴트의 특성을 나타내는 말이다. 이 프로젝트는 바이오닉 러닝 네트워크의 인간/기술 협력 주제를 다루면서 동시에 새로운 사용 분야를 열어주었다.

원형으로 배치되는 세 개의 액추에이터가 기본 요소들의 경계면에 압축 공기를 공급한다.

사람들은 손가락으로 잡고, 코끼리는 코로 잡는다. 코끼리는 지능적이고 예민한 동물로서, 촉각 기관과 잡는 기구를 능숙하게 취급할 줄 안다. Festo 엔지니어들은 자연에서 이러한 능력을 보고 배운다. 그 일환으로 바이오닉 러닝 네트워크의 최신 프로젝트를 위해 코끼리의 코를 모델로 삼았다. 코끼리 코의 구조와 기능 방식을 분석하고 최신 제조 기술을 사용하여 완전히 새로운, 바이오 메카트로닉스 핸들링 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 때로는 강한 힘을 전달하며, 동시에 그리핑 공구의 역할을 한다. 이 바이오닉 핸들링 어시스턴트는 공간 이동을 위한 세 개의 기본 요소와 적응력 있는 손가락을 지닌 그리퍼와 핸드 축으로 구성된다.

바이오닉 핸들링 어시스턴트 프로젝트의 토대는 오펜바하 디자인 대학의 디터 만카우 교수와 Fraunhoer 생산 공학 및 자동화 연구소 (IPA)의 공압식 경량 구조물 개발이었다.

인간/기술 협력

바이오닉 핸들링 어시스턴트의 기술 설계 원칙은 지난 하노버 박람회에서 제시된 프로토타입을 훨씬 뛰어 넘는 미래 지향적인 기본 혁신을 형성되었다. 새로운 기술 적용 분야는 고도로 전문화된 워크샵의 한계를 뛰어 넘었다. 진정한 인간/기술 협력의 의미에서, 의도한 접촉이든 그렇지 않든 인간과 기계의 직접적인 접촉은 이제 더 이상 위험하지 않다. 충돌이 발생할 경우, 바이오닉 핸들링 어시스턴트는 전체 동적 거동 경로를 변경하지 않고 인간에게 즉각 양보하게 되어 있다. 이후 자신의 다음 동작을 부드럽게 다시 시작한다.

자원 절약

핸드 축에는 볼 조인트는 중심으로 세 개의 액추에이터가 배치된다. 이 액추에이터들은 최대 30°의 그리퍼 각도 조절을 한다. Festo의 SMAT 센서는 거리를 감지하고 정확하게 정렬할 수 있게 한다.

바이오닉 핸들링 어시스턴트는 진정한 만능 탤런트이다. 바이오닉 핸들링 어시스턴트는 자신의 구조를 통해 질량을 대비한 적재 중량비로 극도의 원활한 움직임을 제공하고, 자유도가 높은 부드러운 움직임을 제공한다. 또한 생산과 운영에 있어서 자원을 매우 효율적으로 사용한다. 이러한 특성으로 “자동화된 코끼리 코“의 이용 분야는 과일, 채소, 달걀, 식물과 같은 연약한 대상을 자동으로 그리핑 하는 등, 매우 개별적인 물체를 안전하게 취급하는 것에서 인간의 미래에 있어서 중요한 의료 기술까지 확장할 수 있다. 또 다른 가능성이 있는 응용 분야로는 신체 장애자와 노인들의 지원이다.

높은 경제성

바이오닉 핸들링 어시스턴트를 위한 특별한 제조 조건은 3D 적층 가공이라는 최신 기술을 이용한다. 여기에서 결정적인 것은 높은 수익성이다. 0.95mg/cm3에 불과한 폴리아미드의 높은 유연성과 낮은 밀도는 바이오닉 핸들링 어시스턴트에 이상적이다. 폴리아미드는 탁월한 장기 하중 특성으로 인해 지금까지 달성할 수 없었던 자체 중량 대비 힘 전달을 가능하게 한다. 새로운 이 기술은 제조에 있어 기존의 구조물에 비해서 최소한의 자원만 필요로 한다.

미래에는 3D 적층 가공이 유연성이 뛰어나고 자원 소비가 근소하여, 복잡한 제품을 꼭 맞게 그리고 지속 가능한 제작을 위해 본질적으로 기여할 것이다.