Ruchome arcydzieła

-- wtorek, 09 wrzesień 2008 20:46

Wystawa MoMA Projektowanie i giętki umysł ukazała kontrolę ruchu i mechatronikę w nowym świetle

Może się wydawać, że jest mało prawdopodobne, by w muzeum można zobaczyć najnowocześniejsze systemy mechatroniczne i kontroli ruchu podczas pracy, ale inżynierowie projektujący te systemy są pewni, że ich najlepsze dzieła wnoszą nieco artyzmu do całej techniki, która służy do wprawienia rzeczy w ruch. Dlatego nie jest przesadą sądzić, że wystawa muzealna mogłaby ukazać systemy kontroli ruchu w nowym świetle, tak, aby od razu wydały się znajome i świeże z punktu widzenia inżynierii.

Muzeum Sztuki Nowoczesnej w Nowym Jorku zaprezentowało ostatnio właśnie taką wystawę. Zatytułowana została Projektowanie i giętki umysł i pokazano na niej to, co jej kustosz, Paola Antonelli, opisuje jako „wzajemną relację nauki i projektowania”. Pokazuje w pewnym stopniu to, co dzieje się, gdy naukowcy i inżynierowie połkną bakcyla projektowania – opowiada – choć bywa też całkiem odwrotnie.

Antonelli umieściła na wystawie ponad 200 eksponatów i ekspozycji, które uwypuklają to, co nazywa „destrukcyjnymi lub potencjalnie destrukcyjnymi technologiami”, przez co rozumie technologie, mogące zapoczątkować duże zmiany w ludzkim zachowaniu lub w społeczeństwie. Na wystawie, która zakończyła się w maju, ale którą można wciąż oglądać w Internecie, podzielono grupę różnorodnych technologii zależnie od ich skali, funkcji i inspiracji. W centrum uwagi znalazła się na przykład nanotechnologia, jak również drukowanie trójwymiarowe, a także projektowanie ekologiczne. Niektóre najciekawsze eksponaty, ze względu na ich konstrukcję mechaniczną, stanowiły pomysły naturalne, inspirowane biologią. Natura tworzy rzeczy w rozsądny, oszczędny i elegancki sposób - dodaje Antonelli.

Zaawansowane sterowanie ruchem, szczególnie w podejściu mechatronicznym, wykracza ponad pewne ustalone kategorie wystawy. A oto trzy wyróżniające się eksponaty.

 

Biologicznie inspirowane płaszczki

Bywalcy muzem mieli szansę zobaczyć dwie z mechatronicznych, inspirowanych biologicznie stworzeń, opracowanych przez firmę Festo, wykonawcę i dostawcę specjalistycznych systemów automatyki i napędu. Stworzenia te, pływająca Aqua Ray i latająca Air Ray, po raz pierwszy pojawiły się na niemieckich targach w Hanowerze w 2007 roku, a więc mogą nie być nowością dla czytelników Design News. Antonelli twierdzi jednak, że wybrała te właśnie obiekty częściowo po to, by podkreślić, jak natura zainspirowała nie tylko bryłę zewnętrzną tych tworów, ale również ich układy napędowe.

 

Emergent Surface zmienia kształty w reakcji na otoczenie. Zasilana jest zespołem hybrydowych serwosilników krokowych firmy Quicksilver Controls.

Air Ray wykorzystuje mięśnie pneumatyczne firmy Festo, które mogą stanowić alternatywę dla cylindrów pneumatycznych oraz innych siłowników. Siłowniki te, składające się z rur elastomerowych wzmacnianych włóknami aramidowymi, kurczą się szybko, a po napełnieniu sprężonym powietrzem lub cieczą wywierają siłę ciągnącą. Ich dynamika zbliżona jest do mięśni biologicznych - zauważa Antonelli. Podobnie jak naturalne mięśnie, te bioniczne muskuły doświadczają spadku siły w miarę, jak się skracają.

Początkowa siła i prędkość, z jaką jest ona osiągana, mogą być znaczne. Elias Knubben z Centrum Identyfikacji Wizualnej Festo przekonuje, że firma opracowała mięśnie, które po napełnieniu ciśnieniem o wartości 6 barów osiągają siłę 6000 N. Co więcej, mogą one szybko reagować — z częstotliwością nawet do 100 Hz. Przy wielkości ponad 25 procent mniejszej niż porównywalne siłowniki pneumatyczne, mięśnie te zajmują również stosunkowo mało miejsca.

W przypadku Aqua Ray, mięśnie pneumatyczne działają w parach, by naśladować machanie skrzydeł dające napęd prawdziwym diabłom morskim. Układ Aqua Ray wykorzystuje kompaktową pompę łopatkową, by doprowadzić ciśnienie do mięśni pneumatycznych, podczas gdy przewody Spectra służą jako „ścięgna” przekazujące siły z mięśni pneumatycznych do skrzydeł. Skok ścięgna o wielkości 55 mm przekształca się na pionową amplitudę skrzydła o wartości ponad 550 mm.

Latający kuzyn Aqua Ray, wypełniona helem Air Ray, również zapożycza swój styl napędu od poruszających się skrzydeł diabła morskiego. W tym przypadku jednak ruchy skrzydła są powodowane przez serwomechanizm napędzany za pomocą małego silnika Torcman.

 

Inteligentne konstrukcje

Kolejnym eksponatem, który w dużej mierze wykorzystywał sterowanie ruchem, była prezentacja architektoniczna stworzona przez Chucka Hobermana i jego zespół z firmy Hoberman. Wykonana ze stali nierdzewnej i aluminium konstrukcja, zwana Emergent Surface, tworzy fasadę, której kształt zmienia się w zależności od warunków otoczenia lub w celu utworzenia zmiennego „filtra” pomiędzy wnętrzem budynku i światem na zewnątrz.

 

Hugh Herr i badacze należący do Laboratorium Biomechatronicznego firmy MIT stworzyli protezę stopy i kostki ze wspomaganiem, naśladującą funkcjonowanie kończyny biologicznej.

Ta zajmująca przestrzeń od podłogi do sufitu konstrukcja składa się z siedmiu „łodyg”, słupów, które zostały ustawione w odległości około 0,9 m od siebie. Do każdego z tych słupów zamocowano trzy lub cztery przypominające listwy jednostki, które mogą wysuwać się lub cofać na skutek działania równoległych łączników składających się z czterech prętów. Jednostki poruszają się jak powierzchnia rozwijalna – stwierdza Ziggy Drozdowski, inżynier elektryk i kierownik technologii w firmie Hoberman.

---

Linki sponsorowane

	Produkcja od A do Z w samym sercu polskiego przemysłu Zapraszamy Państwa na VI edycję Targów Produkcji i Technologii PROTECH, które ponownie zagoszczą we Wrocławiu.
	Almanach Produkcji w Polsce Kompleksowy katalog w wersji on-online oraz drukowanej majacy na celu dostarczenie użytecznych informacji o dostawcach dla przemysłu jak i oferowanych przez nich produktach.