Cu pași agili, el semăna pe podea, apoi ridicându-și, apoi, coborând cele șase picioare, în timp ce ochii lui evaluează mediul înconjurător. Din capul său "crește" o pereche de mustețe subțiri - antene, iar corpul negru împodobește un model de aur format din fire miniaturale, pe care – ca și cum ar fi sistemul nervos deschis - curge electricitate. Această furnică artificială mică arată cu adevărat inteligentă. Părea? Sau a zâmbit?

Controlează acești algoritmi bionici de insecte. În capul lui se ascund camere video stereoscopice, în abdomen-senzori, în interiorul-antene. Actuatorii piezoceramici de tip curbat (mai mult, vă vom spune mai jos) controlează mișcarea picioarelor, pe corp sunt aplicate căi tridimensionale conductoare. Datorită acestui fapt, furnica poate vedea și mișca, trage și prinde. El este capabil să cheme pentru ajutor și să comunice cu el însuși. Furnica  BionicAnt acționează autonom, este capabilă să ia decizii și să-și coordoneze acțiunile cu ceilalți. Acest robot miniatural de aproape 14 cm imită prototipul său în natură datorită celor mai moderne tehnologii aplicate în spațiul minim.

Furnica BionicAnt, dezvoltată de compania germană Festo, este un obiect care ilustrează foarte clar în ce vremuri revoluționare trăim. Nu a trecut niciodată atât de multe domenii de cercetare imediat, inovația nu a fost niciodată completată atât de fructuos una  de celălaltă, iar companiile asociate din diferite părți ale lumii nu și-au forțat atât de repede proiectele. Rezultatul -  este efectul bulgăre de zăpadă al procesului de tehnologizare – astăzi suntem uimiți și observăm. Sfera mobilității a fost mult timp acoperită de acest proces, o va defini și în viitor.

1-Picioare. Actuatorii piezoceramici de tip îndoit conduc șase picioare

2-Procesor.  Prin distribuirea semnalelor, controlează picioarele și capturile miniaturale

3-Energie.  Circuitul de încărcare convertește 8,4 volți la 300 volți

4-Lanț inel.  Cascadele sale iesite sunt o legătură cu mecanismele de acționare

5-Baterii.  Două elemente Lipo asigură o tensiune de 8,4 volți (până la 40 de minute).)

6-Cristal cu senzor.  Prin scanarea suprafeței, calculează distanțele

7-Ochi.  Camerele stereo 3D recunosc mediul înconjurător și obiectele

8-Mandibula.  Ei sunt capabili să prindă obiecte, să le tragă sau să le împingă

9-Antene.  Cu ajutorul lor, furnica se conectează independent la stația de încărcare

Cuvinte cheie ale noii ere: robotică, tehnică senzorială, automatizare.

Capabilități de comunicare, imprimare 3D și modele ușoare. Cinematica, adaptabilitatea, miniaturizarea, integrarea mai multor funcții simultan pe o componentă mică. În plus, puterea algoritmilor –  Inteligență artificială. Sisteme de auto-învățare. Capul se învârte? Da,la mulți dintre noi. Prin urmare, înțelegeți acest lucru și ajutați astfel de proiecte specifice, cum ar fi furnica artificială.

Echipa Bionic Learning Network a dezvoltat-o echipă de cercetători condusă de Festo în Eslingen. Această companie, cu 18.800 de angajați, este unul dintre cei mai importanți specialiști în domeniul automatizării, precum și un furnizor de componente de lungă durată pentru concernul Mercedes-Benz Group AG. După ce a înființat o echipă de specialiști în bionică, Festo a obținut astfel o "fabrică de gândire" unică, unde inginerii și designerii, biologii și programatorii generează concepte de viitor. În lucrarea sa, această echipă este inspirată de un punct de referință, care de milioane de ani – natura însăși.

Sebastian Schrof, un designer industrial specializat în robotică și unul dintre dezvoltatorii acestei furnici pentru Festo, ridică o insectă bionică de pe podea și o pune înapoi într-o cutie de plastic. Acest exemplar, căruia i-a dat numele de glumă Shmukkini, este unul dintre cele 12 furnici artificiale care își demonstrează capacitățile în întreaga lume la diferite expoziții și spectacole de tehnologie. De regulă, acest spectacol provoacă o mulțime de uimire vizitatorilor: roboții BionicAnts nu numai că reproduc anatomia grațioasă a furnicilor reale, ci și datorită algoritmilor care imită abilitățile lor cognitive.

Odată ajuns în "libertate" , fiecare dintre furnici face mai întâi un plan de teren și îl împărtășește cu frații. Astfel, acești roboți sunt rapid "conștienți" de unde sunt ei înșiși și unde sunt semenii. Dacă vreunul dintre ei are brusc sarcina de a schimba un obiect, atunci colegii vor primi un semnal radio. Alte furnici se vor târî imediat la salvare și se vor turna împreună pe un obiect schimbat, deoarece în memoria lor s-au păstrat cunoștințele: în echipă sunt mai puternici. Prin urmare, prin eforturi combinate, ele schimbă obstacolul din cale. Și nu este nevoie de nici un operator cu telecomanda.

Timp de șase ani, în cadrul echipei de specialiști în bionică a companiei Festo, Nadine Kercher se ocupă de dezvoltarea software-ului pentru creații artificiale. Împreună cu experții IT de la Universitatea din Ulm, printre alte lucruri, ea a scris și algoritmi care transformă furnicile în entități active. Este vorba despre ecuații complexe bazate pe pași individuali, cât mai exact posibil formulați. Pentru ca întregul proces să fie mai ușor de imaginat, Nadine o descrie după cum urmează: "instruim furnica: dacă vine ceva, vei face ceva. Dacă senzorii tăi blochează ceva în dreapta, vei face manevra spre stânga. Și dacă bateria se scurge, te duci la stația de încărcare. Algoritmii sunt lanțuri de numere practic infinite executate de procesoare.

În partea din spate a furnicii se află un procesor, un fel de creier care procesează și distribuie semnale – își controlează picioarele și grinzile. Cea mai uimitoare abilitate a furnicii este simularea inteligenței roiului. "În același timp, sistemele individuale sunt aliniate între ele", explică Nadine Kercher. - În colectiv, ei își asumă sarcini pentru a rezolva care un sistem nu va fi în vigoare. Pentru a pune piciorul insectei în mișcare, Festo folosește așa-numita tehnologie piezoelectrică, a cărei esență este următoarea: dacă un cristal special este supus unei tensiuni, atunci va reacționa prin muncă mecanică. Suprafața elementului își schimbă forma-se întinde sau se strânge. Dimpotrivă: tensiunea mecanică determină piezocristalul să genereze tensiune electrică. Aceasta este o interacțiune extrem de eficientă. Astfel, șase picioare de furnică sunt conduse - datorită aplicării actuatorilor piezoceramici de tip curbat.

De asemenea, în cazul furnicii se utilizează metoda bazei de montare turnată (MID, Molded Interconnect Device). Adică, pe suprafața pieselor imprimate pe imprimanta 3D se aplică piste vizibile tridimensionale conductive. Rezultatul este un produs turnat care efectuează simultan funcții mecanice și electronice-un component universal.

Noile tehnologii stimulează imaginația. În incinta companiei Festo a văzut deja un cangur artificial. Specialiștii în bionică au văzut un lucru uimitor la un cangur adevărat. La fel ca o minge de cauciuc, animalul de fiecare dată când aterizează primește înapoi forța petrecută pe Salt și o folosește apoi pentru următorul salt. Își schimbă Centrul de greutate pentru a sari, descriind diferite parabole. Elias Knubben, care conduce echipa Bionic Festo din 2012, spune: "ne-am uitat atent la ceea ce se întâmplă cu axele și impulsurile liniare care trebuie puse în mișcare și frânate. În același timp, am înțeles cum ar putea fi cel mai economic pentru a face față energiei. La fiecare salt, cangurul returnează 80% din energia sa. Și trebuie să adăugați doar 20% pentru a face următorul salt la putere maximă și a ateriza. Un principiu genial."

Specialiștii în bionică de la Festo au reușit deja să reproducă limba cameleon, rezultând FlexShapeGripper. Ca și limba unui animal adevărat, acest dispozitiv de prindere pare să înfășoare obiectele pentru a le prinde-cu un capac de silicon elastic. Caracatiță au văzut caracteristicile tentaculele sale.

Mâna artificială-tentaculele de sepie sunt flexibile și funcționează datorită pneumaticii. Prin înfășurarea obiectelor, cu ventuzele sale, este capabil să creeze un vid, să apuce suprafețe netede și chiar plăci de sticlă. Trompa elefantului și aripioarele de pește au devenit, de asemenea, modele de model atunci când creează dispozitive de prindere extrem de capabile. Astfel de roboți pot prinde roșii, mere și chiar ouă crude. "Cu fiecare proiect nou, învățăm din ce în ce mai mult din natură, obținând cunoștințe colosale", spune Elias Knubben, "și multe au ajuns deja la producție". La urma urmei, cercetarea fundamentală nu este un scop în sine. Este vorba despre utilizarea de materiale noi, testarea senzorilor în contexte noi sau chiar găsirea de răspunsuri la întrebări: ce se întâmplă dacă traversați Informatica cu biologia? Scopul suprem aici este de a afla despre posibilitățile erei viitoare. Și să pună în aplicare aceste oportunități.

Pentru a contribui la dezvoltarea automobilelor zilei de mâine, robotica poate, în primul rând, în producție. Roboții viitorului ar putea să-și părăsească celulele în fabrici și să înceapă să lucreze împreună cu oamenii. Ei se pot deplasa prin funcționarea fină a servomotoarelor, recunoscând cu ajutorul senzorilor atunci când trebuie să se oprească. Prototipuri precum BionicCobot sunt complet fără oțel și motoare electrice. Aerul comprimat controlează articulațiile, axele din coate, antebrațul și articulația metacarpiană. El este capabil să apese viguros, precum și să ridice cu atenție ceva, să apese strâns și chiar să atingă ușor umărul angajatului pentru a-și atrage atenția. Ca și cum i-ai spune: "Uite, ia-o trebuie să înșurubăm și acest șurub."

În concernul Mercedes-Benz Group AG, astfel de evoluții sunt de mare interes. "Ne-ar plăcea să avem roboți inteligenți care să recunoască greșelile, să se gândească cu noi și să răspundă în consecință, fiind la fel de intuitivi ca și smartphone – ul", explică Simon Klumpp, dezvoltator de procese la Mercedes-Benz Group AG, care supraveghează problemele de asamblare, Robotică și automatizare.

Pentru a contribui la dezvoltarea automobilelor zilei de mâine, robotica poate, în primul rând, în producție.

Sarcina principală este de a putea oferi fiecărui client cel mai personalizat produs posibil, astfel încât etapele de lucru în producție ar trebui să devină din ce în ce mai variabile și individuale. "Cooperarea dintre oameni și roboți va avea o importanță crescândă", subliniază Simon. - Dar pentru aceasta, senzorii individuali trebuie să se integreze împreună, formând o singură unitate. Mașinile devin mai empatice, încep să vadă și mai bine, să capteze mai bine și, în mod ideal, să învețe în acest proces".

În această direcție și dezvoltarea va merge: vor fi dezvoltate sisteme inteligente, oferind oamenilor tot mai mult sprijin. Și datorită îmbunătățirii inteligenței artificiale, dezvoltării în continuare a integrării rețelei și a schimbului de date în continuă creștere, multe dintre inovații se vor realiza și în viața noastră de zi cu zi. Ideea este un vis de conducere automată, capabil să reducă numărul de accidente, devine din cauza îmbunătățirii tehnologiei senzoriale din ce în ce mai aproape de realitate. Căutarea inteligentă a locului de parcare – o nevoie urgentă, în special în zonele metropolitane-ar putea fi organizată și într-un mod mai eficient.

Și într-un sens mai larg, natura rămâne, de asemenea, o măsură a tuturor lucrurilor: Elias Knubben de la compania Festo se referă la neuroset și la inteligența roiului. "Ar fi următorul salt tehnologic", subliniază el. Și cel mai recent proiect Bionic este foarte plastic, într-un mod complet tangibil demonstrează ce ne așteaptă înainte.

În această dimineață, șeful echipei Bionics, în timp ce se află în holul de sticlă al sediului companiei, eliberează fluturi pentru a zbura. Ei se agil în jurul valorii, jucăuș și aproape poetic. Pare un miracol - ca și cum ar fi ușor, ca o pană, un exemplu de mobilitate intelectuală a viitorului.

eMotionButterfly este o molie bionică de 27 g, care deține un principiu complex de control al aripii de rulare. Aripile sale îi oferă simultan o mișcare înainte și în sus. Corpul său proiectat în spiritul minimalismului este imprimat pe o imprimantă 3D, iar cel mai subțire film este întins pe un cadru din carbon. Motoarele și electronica s-au dovedit atât de miniaturale încât, de la o distanță de un metru, abia le puteți vedea.

Pentru a rămâne în aer, un fluture Bionic necesită destul de puțină energie. Cele 10 camere cu infraroșu situate în interior determină locația fiecărei insecte, fac 160 de fotografii, miliarde de pixeli pe secundă. Deci, ei urmăresc cele mai mici markeri instalate pe fluturi. Molii nu se ciocnesc unul cu celălalt, ei efectuează cu pricepere manevre de evaziune, dintr-o dată întreaga turmă schimbând direcția mișcării.

Și, cu o mulțime de raiduri, se așează cu grijă pe brațul alungit al expertului în bionică.