La Bionic Learning Network presenta: Press release Estreno mundial de los accionamientos del futuro TC 06/06 Tanto sobre la Tierra como en el espacio, en las profundidades del océano o en el aire, los nuevos accionamientos de la Bionic Learning Network de Festo tienen algo en común: utilizan los modelos de la naturaleza. De esta forma se sienten totalmente en su elemento gracias a la adaptación óptima de sus movimientos, creados por la evolución a lo largo de miles años e inspirados por la tecnología más moderna. En el stand de la feria de Hannover, Festo muestra cómo transformar visiones biónicas en innovaciones con una amplia gama de posibilidades de aplicación práctica. Airacuda Airacuda se mueve ágilmente casi sin hacer ningún tipo de ruido. El pez, accionado neumáticamente a distancia, obedece en su estructura a la forma y la cinemática de su modelo biológico. En su cabeza impermeable se ocultan los sistemas electrónico y neumático, los cuales controlan el movimiento en forma de S de la aleta de cola por medio de dos músculos neumáticos. Con otros dos músculos consigue desviar la dirección. La estructura de la aleta consta de un mecanismo alternativo de tracción y presión unido mediante elementos tensores. Si un flanco se acelera mediante presión, la estructura geométrica se arquea en el sentido de la fuerza que está actuando. Lo que a priori pudiera sonar complicado, en la práctica se basa en un principio muy simple que le permite al pez desplegar en el agua toda la fuerza de la oscilación de su cola. Esta estructura lleva el nombre de efecto Fin Ray y se aplica dos veces simultáneamente: por un lado, como componente pasivo en la aleta de cola y por otro como estructura activa en el tronco. En este proceso se acortan alternativamente las diagonales de la estructura mediante los músculos neumáticos. La propulsión por medio de la aleta presenta algunas ventajas con respecto a la hélice convencional de un barco. En conjunto, una mayor parte del movimiento se convierte en empuje. Al contrario que en los accionamientos convencionales, el pez sabe manejarse en el agua sin unidades de accionamiento rígidas. El músculo neumático es una innovación de Festo. Sus características no tienen nada que envidiar a un músculo real, aunque no obstante se acciona con aire comprimido. La fuerza inicial de este músculo artificial es muy grande y su dinámica se asemeja a la del músculo humano. Su ligereza, gran flexibilidad y múltiples posibilidades de aplicación lo hacen especialmente indicado para el trabajo biónico. Humanoid Date 24. Abril 2006 Department TC Dr. Heinrich Frontzek Rechtsform: Kommanditgesellschaft Sitz: Esslingen a.N. Registergericht Esslingen a.N. HRA 1583 Umsatzsteuerident.- Nummer: DE 145339206 persönlich haftende Gesellschafterin: Festo Aktiengesellschaft Sitz: Stuttgart Registergericht Stuttgart HRB 18535 Vorstand: Dr. Ekkehard Gericke Dipl.-Ing. Rudi Menrad Dr. Thomas Rubbe Dr. Eberhard Veit (Sprecher) Dr. Ulrich Walker Aufsichtsratsvorsitzender: Dr. Wilfried Stoll Festo AG & Co. KG Corporate Communication P.O. Box 73726 Esslingen / Germany Internet www.festo.com Phone +49/711/347-1873 Fax +49/711/34754-1873 E-Mail DRHF@de.festo.com Ruiter Str. 82 73734 Esslingen / Germany Otra forma totalmente distinta de trabajo biónico lo proporcionan los músculos neumáticos del robot humanoide de Festo, un proyecto elaborado conjuntamente con EvoLogics GmbH y el departamento de biónica y tecnología de la evolución de la Universidad Técnica de Berlín. A partir de un primer estudio de funcionalidad realizado con un brazo robot simple en el año 2000 y varias fases intermedias, este proyecto evolucionó hasta convertirse en un torso con dos brazos articulados antropomorfos y manos con cinco dedos. El elemento clave para la transformación técnica lo constituyeron los músculos neumáticos de Festo, cuya fuerza de tracción se puede transmitir en un instante hasta el elemento deseado mediante tendones artificiales desde cables Dyneema extremadamente resistentes al rozamiento, pasando incluso por varias articulaciones. De esta forma los actuadores pueden disponerse fácilmente en el cuerpo y quedarse pequeños en la masa de las piezas móviles. Cada dos de estos actuadores fuertes y ultraligeros pueden interconectarse como parejas de músculos antagónicos y, a la vez que sirven de acumuladores de energía con resorte, hacen posible un movimiento elástico fluido. Con funciones elementales como son doblar, estirar y girar se pueden efectuar, en el contexto completo de la estructura, movimientos muy complejos con un total de 48 grados de libertad. El Humanoid dispone aproximadamente del mismo grado de movimiento que una persona de la misma altura. Con una muy buena relación entre peso y potencia, con su capacidad de agarrar objetos y colocarlos en el área de movimiento y con sus proporciones no cabe menor duda de cuál es su modelo. El robot puede tanto realizar movimientos programados con antelación como actuar online a través de un traje y guantes de datos. De esta forma pueden transferirse directamente al robot todos los movimientos del protagonista humano con un ligero retardo de 0,5 segundos aprox., incluso a grandes distancias. Así el representante biónico puede colocarse en lugares inaccesibles para las personas o que suponen un riesgo demasiado elevado. El amplio surtido de posibilidades de aplicación va desde el entorno terrestre, pasando por las profundidades del océano, hasta los trabajos que deben realizarse en el espacio. b-IONIC Airfish b-IONIC Airfish constituye un prototipo tecnológico de carácter muy especial. Este cuerpo volante aúna el refinamiento biónico con la forma geométrica del pingüino, con optimización del flujo y una forma de propulsión no convencional: el accionamiento con haz iónico. Originariamente los accionamientos por haz iónico fueron concebidos para ser aplicados en el espacio y trabajan con campos de tensión continua elevada. Las fuerzas de retroceso alcanzadas en el espacio sin aire en milinewton/área son muy pequeñas. Sin embargo allí es suficiente para alcanzar grandes velocidades mediante la aceleración continua de iones másicos en largos recorridos de vuelos interplanetarios. En la atmósfera puede aplicarse este mismo principio para acelerar iones de aire y conseguir que las pequeñas fuerzas de retroceso para los cuerpos volantes sean más livianas que el aire. ...2 Press release Los campos de tensión continua elevada (20 – 30 kV) en hilos de cobre delgados arrebatan las moléculas de aire de electrones. Los iones de aire positivos derivados de este proceso se aceleran a gran velocidad (300 – 400 m/s) hacia los contraelectrodos cargados negativamente (láminas de aluminio estriadas) y arrastran las moléculas de aire neutras. Ello genera un eficaz viento de iones alcanzando una velocidad de hasta 10 m/s. Este accionamiento por haz iónico se aplica en las alas giratorias, trabaja prácticamente sin ruido y sin piezas móviles y permite manejar el objeto volante como se desee. La aceleración plana del aire por encima de la superficie portante sustituye el accionamiento mecánico del batido de alas de los pingüinos e impulsa el b-IONIC Airfish. Pero las posibilidades de aplicación futuras del accionamiento iónico en la atmósfera no se centrarán sobretodo en alcanzar una fuerza de propulsión, sino que más bien se destinarán a los campos de disminución y supresión de la resistencia. Si comparamos el fenómeno con los pingüinos, éstos poseen alrededor de su cuerpo una capa de aire formada por microburbujitas en el plumaje que envuelve todo su cuerpo. El extraordinario grado de resistencia no sólo se basa en la particularidad geométrica de la forma, sino también en el efecto de la capa delimitadora, gracias a las fases circundantes gaseosas y líquidas. Los fenómenos de flujo desempeñan también un papel importante en la tecnología de las válvulas. Tras realizar el Airfish con estructuras neumáticas y accionamientos con propulsor de bucles, en el prototipo actual se prosigue consecuentemente aplicando el efecto de la resistencia de flujo ya alcanzada con un haz iónico en la superficie. Con ello se puede conseguir una disminución de la fricción mediante el viento de iones. Por tanto un b-IONIC Airfish del futuro nadaría en el aire como lo hace un pingüino en el agua. Hovercraft Vector Bajo el lema “Bionic meets Pneumatic” (“La biónica se encuentra con la neumática”) surgen constantemente nuevas ideas de aplicación del aire en la Bionic Learning Network. El aerodeslizador Hovercraft con control de vector de empuje es un ejemplo clásico para maniobrar con gran precisión por tierra y por agua. El modo de funcionamiento del sistema de control de empuje desarrollado conjuntamente con estudiantes de la Escuela Técnica Superior de Bielefeld recuerda el principio de dirección de un vehículo oruga. El aire generado por el propulsor es dividido en dos canales. Cada uno de estos canales dispone de un par de compuertas que funcionan de forma similar al sistema de inversión del empuje de un turbopropulsor y es capaz de regular de forma continua el aire expulsado hacia atrás o hacia delante. De esta forma las maniobras de frenado o los desplazamientos hacia atrás no suponen ningún problema. Fuente: ...3 Foto de prensa Festo TC_06_06_Airacuda_1.tif Press release Press release Texto de la fotografía: Airacuda El pez, accionado neumáticamente a distancia, obedece en estructura, forma y cinemática a su modelo biológico. Fuente: Foto de prensa Festo TC_06_06_Airacuda_2.tif Texto de la fotografía: Airacuda, vista en detalle Más eficaz que la hélice de un barco: la propulsión de la aleta del Airacuda con músculos neumáticos de Festo. ...4 Press release Fuente: Foto de prensa Festo TC_06_06_Humanoid.tif Texto de la fotografía: Humanoid En la tierra, el espacio o el océano, el Humanoid es capaz de ejecutar movimientos de gran complejidad con 48 grados de libertad, pudiendo trabajar allí donde no puede hacerlo una persona. Fuente: Foto de prensa Festo TC_06_06_b-IONIC Airfish.tif Texto de la fotografía: b-IONIC Airfish Prototipo para la neumática y biónica pura: el b-IONIC Airfish de Festo. Fuente: Foto de prensa Festo TC_06_06_Hovercraft Vector.tif Texto de la fotografía: “Bionic meets Pneumatic”: el aerodeslizador Hovercraft Vector es el más maniobrable de su categoría. Los textos de prensa y las fotografías también se encuentran en Internet en www.festo.com/prensa. ...5