Mravi svojim putem idu zajedno. Individualne akcije bazirane na kolektivnoj inteligenciji su oduvek činile ove zadivljujuće insekte uspešnim kada su u timu. BionicANT-ovi to isto rade na polju automatizacije. Opremljeni mikroprocesorima, radio komunikacijom i sistemima za kretanje na bazi piezo tehnologije, oni rade zajedno bez centralizovane inteligencije.
Insekti iz familije formicidae imaju mnoge prednosti u odnosu na ljude. Istorija njihovog razvoja proteže se unazad 130 miliona godina, pa su mravi kao vrsta 128 miliona godina stariji od nas. Broj njihovih individua i ukupna biomasa daleko je veća od one kod ljudi. Mravi mogu nositi terete koji su mnogo puta teži od njihove sopstvene težine i mogu preživeti i pri -40 °C ali i u pustinjskoj klimi. Ali, najzadivljujuća stvar o njima je da oni žive u kolonijama od po 20 miliona jedinki na bazi kolektivne, a ne individualne inteligencije. Komunikacija između mrava odvija se putem mirisa, takozvanih feromona. Način na koji žive i rade zajedno vođeni kolektivnom inteligencijom načinili su ih idealnim modelom za proučavanje istraživačima u Festo Bionic Learning Network koji razvijaju tehnološko čudo: BionicANT. “ANT” ovde stoji i zbog insekta koji je bio inspiracija ali i kao skraćenica Autonomous Networking Technologies. Mala bića sa šest noguiz Festo laboratorije donose svoje odluke autonomno na nazi kompleksnih upravljačkih algoritama za kooperativna ponašanja. Načinjeni za timski rad, oni hrle ka zajedničkom cilju bez uticaja centralne inteligencije, kao što je recimo računar.
Dobro osmišljen koncept: brojne komponente, tehnologije i funkcije su kombinovane u svakom mravu na najmanjem prostoru.
Mravi su mustra za budućnost
Pre nego što zavirimo u detaljna tehnička rešenja koja se koriste u BionicANT-ovi, mala ekskurzija u buduću proizvodnju objasniće nam što su bionik mravi danas tako bitni. Za koju godinu, zasebne proizvodne komponente će koristiti sisteme slične onima kod mrava i raditi zajedno na projektima sa visokim stepenom fleksibilnosti. Pozadina ovog globalnog trenda proteže se na proizvodnju proizvoda po zahtevu kupca. Male serije sa velikim brojem varijanti zahtevaju tehnologije koje se inteligentno adaptiraju na promenu uslova. Komponente u industrijskim sistemima u budućnosti će takođe biti sposobne da se prilagode jedna drugoj. Zadaci koji se još uvek obavljaju pod upravljanjem centralnog računara, biće realizovani kao uzajamno dejstvo individualnih komponenti.
Idealna platforma: telo pogodno za razvoj novih tehnologija.
Nezavisno delovanje i u mreži
BionicANT-ovi pokazuju kako individualne jedinice reaguju nezavisno u različitim situacijama, koordinišu jedna sa drugom i rade kao da su umreženi u kompletan sistem. Radeći to, veštački mravi guraju i vuku objekte svojom silom preko označene površine. Zahvaljujući inteligentnoj raspodeli poslova, oni efikasno pomeraju objekte koje jedan veštački mrav sam ne bi mogao da pomeri. Kao i njihovi uzori u realnom svetu, BionicANT-ovi rade zajedno u skladu sa jasno definisanim pravilima. Oni komuniciraju putem radio signala i koordiniraju svoje akcije i pokrete. Svaki mrav donosi odluke samostalno na bazi svog sistema pravila, ali čineći to on je posvećen zajedničkom cilju i stoga izvršava svoj deo u rešavanju zadatka. Ove nema hijararhije. Umesto toga, svi BionicANT-ovi zajedno učestvuju u rešavanju kroz distribuiranu inteligenciju. Potrebna razmena informacija između mrava vrši se radio modulom koji je prikačen na telo svakog mrava. Ako je potrebno, preko njega moguće je intervenisati i kontrolisati interakcije od spolja.
Visoko integrisane komponente: dizajn i električna funkcionalnost u jednom.
Uzajamno dejstvo modernih tehnologija
BionicANT su haj-tek i spolja i iznutra. Oni sagledavaju okruženje putem 3D stereo kaera i optičkog senzora poda. Mogu da odrede svoju tačnu poziciju i prihvate i pomere bilo koji objekat svojim griperima. Pokret njihovih vilica izvodi se uz pomoć dva piezo-keramička transduktera ugrađenih u vilice sa ulogom aktuatora. Piezo tehnologija omogućava BionicANT-ovi da se pomeraju. U svakoj od šest noga nalaze se po tri trimorfna, piezo-keramička transduktera. Oni omogućavaju mehaničkim insektima da pomeraju nove unapred, unazad i nagore. Izuzetna prednost piezo tehnologije je njena visoka preciznost, velika energetska efikasnost i ekstremno malo habanje. Torzoi BioonicANT-ova su laserski sinterovani korišćenjem SLS procesa i onda ugrađeni sa jasno vidljivom provodničkom strukturom korišćenjem 3D MID tehnologije. Električna kola na površini ispunjavaju u isto vreme i dizajnerske i elektro zahteve. Insekti crpe svoju energiju iz dve energije, koju oni pune sami korišćenjem antene u stanici za punjenje. Ugrađeni moderan mikroprocesor obezbeđuje inteligenciju na ploči.
Jedinstvena kombinacija: 3D MID tehnologija na laserski sinterovanim delovima.
Realne dobiti za proizvodnju
Neće proći mnogo godina da razvojni projekti kao što je BionicAnt počnu da donose realne benefite. Sada se moderne tehnologije razvijaju, poboljšavaju i modifikuju kako bi mogle da se koriste kao uzorak za tržišnu proizvodnju proizvoda kao što su na primer Festo piezo-proporcionalni ventili. Oni su do sada već milion puta dokazali svoju vrednost u poređenju sa medicinskom tehnologijom ili u automobilskoj industriji. Povrh svega, dostignuća kao što je integracija funkcija, laka konstrukcija, minijaturizacija i decentralizovana kontrola se neprekidno integrišu u aktuelne proizvode. Jedan uspešan primer je ventilski terminal CPX, koji nezavisno nadgleda uslove rada. Biće uzbudljivo videti kako će bionics pronalasci koji su plod rada na polju kooperacije komponenti kroz komunikaciju svoj put do proizvodnje.
Više informacija: Festo Beograd, Omladinskih brigada 90v, 11070 Beograd, Tel: +381 11 7853 900 , e-mail:info@festo.rs, http://www.festo.rs
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.
Ostavite odgovor