Press release Date Department Rechtsform: Kommanditgesellschaft

La Bionic Learning Network presenta:
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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 [email protected]
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.
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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:
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Foto de prensa Festo TC_06_06_Airacuda_1.tif
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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.
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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.
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