Festo’nun Biyonik Öğrenme Ağı’ndan(Bionc Learning Network) projeler
Festo, on yıldan uzun bir süre önce Biyonik Öğrenme Ağını başlattı. Festo, öğrencilerle, tanınmış üniversitelerle, enstitülerle ve geliştirme şirketleriyle işbirliği içerisinde projeleri, test yataklarını ve teknoloji platformlarını finanse ediyor. Tema: Doğadan esinlendi. Amaç, yeni teknolojiler için bir esin kaynağı olarak biyonikten yararlanmak ve bunları endüstriyel otomasyonda gerçekleştirmektir. Ağ, şirket dahilinde inovasyon süreçleriyle yakından bağlantılıdır.
Entegre haberleşme ve sensör teknolojisi sayesinde bağımsız davranış
Biyonik Öğrenme Ağı’nın Geleceğe İlişkin Kavramları, üretim konseptlerinden seri ürünlere, yazılım ve kontrol veya düzenleme teknolojisine kadar çok çeşitli teknolojiler ve bileşenleri bir araya getiren geliştirme platformları olarak hizmet vermektedir. Çeşitli teknolojilerin sürekli optimizasyonu, Festo’ya müşteriler ve ortaklarla birlikte yeni ürünler ve uygulamalar geliştirmek ve optimize etmek için ayrıntılı bilgiler ve yaklaşımlar sağlar.
AquaJelly – bir kolektifteki bağımsız davranış
AquaJelly’ler, kendi doğal modelleri gibi, suda zarifçe ve görünürde çaba harcamadan süzülür. Bunu sağlayan, gövdelerindeki bir elektrikli kumandayla kontrol edilen uyarlanabilir tentaküllerdir. Entegre haberleşme ve sensör teknolojisi ile gerçek-zamanlı tanı, sınırlı bir alanda bile birkaç denizanasının koordineli, kolektif davranışını mümkün kılar. Her bir AquaJelly’nin mevcut durumunu kaydetmek ve izlemek için bir uygulama kullanılabilir. Festo, AquaJellies 2.0 ile, su teknolojisi alanında sistemlerin gelecekte ne kadar verimli olabilecekleri hakkında potansiyeli ve fikirleri görselleştiriyor. Proses izleme ve durum izleme, proses endüstrisinde ve dolayısıyla aynı zamanda su teknolojisi sektöründe kullanılan tüm ekipmanlar için önemli konulardır. Kendini organize etme görevi, günümüzde halihazırda atıksu teknolojisinde, örneğin dağıtılmış birkaç yağmur taşma havuzunda toplanan yağmur suyunu merkezi bir pissu arıtma tesisine yönlendirmek söz konusu olduğunda görülebilir. Durum izleme aynı zamanda etkili işletme yönetimine, servis ve bakıma olanak verir.
Festo, AquaJelly’leri ilk olarak 2008’de piyasaya sunmuştu. Bu yıl, Biyonik Öğrenme Ağı bir kez daha yeni projeleri tanıttı. Doğal modeller arasında flik flak örümcek ve uçan tilki cinsi yarasa yer almıştır.
BionicWheelBot: Flik flak örümceğin eşsiz hareket şekilleri
BionicWheelBot için biyolojik model, Sahara’nın kenarındaki Erg Chebbi çölünde yaşayan flik flak örümcektir (Cebrennus rechenbergi). TU Berlin’de biyonik profesörü olan Prof. Ingo Rechenberg, bunu 2008’de keşfetmişti. Flik flak örümcek diğer örümcekler gibi yürüyebilir; bununla birlikte, yerde bir takla atma ve yuvarlanma kombinasyonuyla hareket edebilir. Bu nedenle, bulunduğu ortama ideal şekilde adapte olur: Düz zeminde, yuvarlanma diyebileceğimiz hareketi, yürüme hareketinden iki kat hızlıdır. Bu örümceğin keşfinden bu yana, Profesör Rechenberg örümceğin hareket modellerini teknolojik uygulamalara aktarma konusunda çalışmalar yapıyor. Bu kapsamlı çalışmalar temelinde, Rechenberg ve ekibi ilk olarak BionicWheelBot için birkaç prototip yaptı. Şimdi, Biyonik Öğrenme Ağı’nın parçası olarak Festo’yla birlikte yapay örümceğin kinematik sistemlerini ve sürücü konseptini daha da geliştirdi.
BionicWheelBot: Yürüme modundan yuvarlanma moduna geçiş
Tıpkı gerçek bir örümcek gibi, BionicWheelBot da üç bacaklı bir yürüme biçimiyle kendisini ileriye iter, bu şekilde yürümek için sekiz bacağından altısını kullanır. BionicWheelBot, yuvarlanmaya başlamak için gövdesinin her bir kenarındaki üç bacağı bükerek bir tekerlek şekline girer. Yürüme sırasında katlanan iki bacak daha sonra uzar ve yuvarlanmış örümceği iterek yerden kaldırır. Dönme hareketi sürerken devamlı olarak ileriye doğru iter. Bu, BionicWheelBot’un durmasını engeller, engebeli arazide bile ileri doğru hareketine devam etmesini mümkün kılar.
Yuvarlanma modunda, BionicWheelBot, tıpkı gerçek flik flak örümcek gibi tüm vücuduyla bir takla atar. Entegre eylemsizlik sensörü sayesinde, daima hangi pozisyonda bulunduğunu ve tekrar itme hareketi yapması gereken zamanı bilir. Bu nedenle, yuvarlanırken yürüdüğünden çok daha hızlıdır ve yokuş yukarı yüzde beşe kadar eğimli yüzeylerin dahi üstesinden gelebilir.
BionicFlyingFox – Otomatik öğrenme sayesinde ideal uçuş yolu
BionicFlyingFox’un kanat kinematik sistemleri doğal uçan tilki cinsi yarasayı mümkün olduğu kadar gerçekçi şekilde taklit etmek için, ana ve ikincil unsurlara ayrılmıştır; tüm bağlantılar aynı düzlemde yer alır. Kanatlar ayaklara kadar uzanan esnek bir membranla kaplanmıştır. Bu uçan membran, zar gibi ince ve çok hafif, fakat aynı zamanda güçlüdür.
Yarı-bağımsız uçuş için hareket izleme sistemi
BionicFlyingFox, tanımlanmış bir bölgede yarı-bağımsız olarak hareket edebilmek için, hareket izleme sistemiyle haberleşir. İki infrared kameralı sistem, sürekli olarak konumunu kaydeder. Bir yatay/dikey kaydırma-yatırma ünitesine monte edilen kameralar, yerden BionicFlyingFox’un tüm uçuşunu izleyecek şekilde döndürülebilir ve yatırılabilir. Aynı zamanda, hareket izleme sistemi uçuş yollarını planlar ve gerekli kontrol komutlarını düzenler. Havalanma ve yere inme bir operatör tarafından yaptırılır, otomatik pilot uçuş esnasında devreye girer.
İdeal uçuş yolu için otomatik öğrenme
Kameralardan gelen görüntüler, verileri değerlendiren ve uçuşu hava trafik kontrolörü gibi harici olarak koordine eden merkezi ana bilgisayara iletilir. Bilgisayara kaydedilen önceden programlanmış uçuş rotaları, BionicFlyingFox tarafından kendi manevralarını yaparken aldığı yolu belirtir. Hedeflenen hareket dizilerini ideal şekilde uygulamak için gereken kanat hareketleri, kendi gövdesine yerleştirilen elektronik devrelerin ve karmaşık davranış modellerinin yardımıyla yapay uçan tilki yarasının kendisi tarafından hesaplanır. Uçan tilki, gerekli kontrol algoritmalarını, otomatik olarak öğrenildikleri ve sürekli olarak geliştirildikleri ana bilgisayardan alır. BionicFlyingFox böylece uçuş sırasında kendi davranışını optimize ederek belirlenmiş yolları uçuş hareketi yapan her bir devreyle birlikte daha hassas şekilde takip edebilir.
Çeşitli farklı uygulamalar için yenilikçi uçan membran
Yenilikçi uçan membran, bu biyonik ekibi tarafından BionicFlyingFox için özel olarak geliştirilmiş. İki adet hava geçirmez folyo ve yaklaşık 45.000 noktada kaynak yapılmış dokuma elastan kumaştan ibarettir. Kumaşın balpeteği yapısı, uçan membrandaki küçük çatlakların büyümesini engeller. Böylece BionicFlyingFox, kumaş küçük bir hasara maruz kalsa bile uçmaya devam edebilir. Esnekliği sayesinde, kanatlar geri çekildiğinde bile uçan membran neredeyse tamamen kırışıksız kalır. Folyo sadece esnek olmayıp, aynı zamanda hava geçirmez ve hafif olduğundan, potansiyel olarak diğer uçan nesnelerde veya elbise tasarımı için veya mimari alanında da kullanılabilir.
