高效節能的仿生科技 源於大自然的自動化技術 智慧應用 影音
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高效節能的仿生科技 源於大自然的自動化技術

  • 尤嘉禾

飛斯妥Festo開發的AquaJelly人造自主水母,具有自我控制系統,能在群體中展現集體行為。
飛斯妥Festo開發的AquaJelly人造自主水母,具有自我控制系統,能在群體中展現集體行為。

沒有任何效率比得上「大自然」——生物的進化,可以說是生物為適應環境的最佳化策略。將這些原理用來研發新技術方法和創新過程,並藉此從中學習如何運用在自動化。

一些知名的大學、研究機構和研發公司,在仿生學習網絡共同合作,運用大自然的原理,提供技術和工業應用一個新的脈動,透過仿生學的應用,設計新的技術平台和產品類型。仿生學習網絡的目的,是將自然效率策略轉移成自動化技術、測試新的技術和生產製程、並開發高效能的生物機電產品。

從1990年代初期,人類便一直致力於深入探索仿生學,而2006年所推出的仿生學習網絡,所開發和支援的項目及測試物件,其基本技術原理都是在自然界中所發現的各種原理。靈活性、重量與移動質量的比例、和能量的考慮,正成為業界越來越重要的標準,而大自然在各方面展現出如何以最低的能源消耗達到最高的性能,例如完全自主、像水母般溝通的AquaJelly。

在深藍水洋下,多臂生物安靜地浮動著,輕輕向上、輕輕向下,牠們相互接近,但不會觸碰到彼此。以水下芭蕾舞的優雅,牠們形成一個半透明的群體,一起往前游向未知的目的地。對游泳的人來說,水母是一個惱人的存在,牠們以難以想像的數量穿越全球的海洋。迷人的是,在群體中的每個水母,依然保持獨立的個體,與其他同伴和諧地作動,就像是一個智慧型單元的其中一部分。

仿生學習網絡的專家們,認為這個迷人的現象,擁有自動化技術的潛在可能。為了這個目的,他們開發了AquaJellies。如同生物原型般的優雅,這群人造水母群滑行過一個房間大小的水缸;也像自然生物的複製品,每一個AquaJelly都是在水中獨立地上下行動。

人造水母透過藍色LED彼此通訊,並進而形成一個合作群體。每個AquaJelly獨立決定下一步的行動,這取決於它的狀態基礎,例如,它的能源、它的驅動器或它接近另一個水母的位置。AquaJellies的自組性能力,是非常重要的自動化技術,例如這些通訊技術平台,可能是未來水處理科技領域的高效系統。同時,它們也展現出系統能力、能源效率、通訊、和輕量設計的創新發展。

科技創新主要來自於多領域技術整合的突破,以仿生科技為出發點所衍生的自動化科技,這樣結合兩種以上技術而成的多種技術與跨學門領域將成主流。自動化科技會愈來愈發達,未來更將進入無人化單位生產,而類似AquaJelly具有「知覺」的感應能力的機械設備,能夠應用在太陽光電製程的薄膜電池快速抓取方案、面板業的玻璃基板移載、還是小型電子生產設備,像是手機、PDA等製造和裝配製程中,所需要的小型氣壓自動化元件等。

仿生學習網絡,運用仿生科技原理,設計新的技術平台和產品。使用仿生學原理,自動運動序列可以更加節能、高效,從而為行業的實際問題提供全新的解決方案。以自然現象為基礎,並遵循大自然的例子,捕捉動作原理並實踐在技術上。

仿生學習網絡的未來概念,是作為結合廣泛且多樣性的技術和零件的開發平台,並且根據不斷最佳化的各種技術,提供各種見解和方法,以便協助客戶和合作夥伴,開發新產品和新應用,並將其整合成最佳的解決方案。 (本文由飛斯妥Festo提供,尤嘉禾整理)