Bij het ontwikkelen van de BionicFinWaveliet het bionicsteam van Festo zich inspireren door de golvende vinbewegingen van zeedieren als platwormen en zeekatten. Met deze vorm van aandrijving beweegt de robot zichzelf onafhankelijk door een buizensysteem van acrylglas.
Vinaandrijving
De vinaandrijving is geschikt voor langzame, nauwkeurige voortbeweging en veroorzaakt minder turbulentie in het water dan bijvoorbeeld een conventionele schroefaandrijving. Terwijl de autonome onderwaterrobot zich door de buizen beweegt, kan deze via een radio met de buitenwereld communiceren en gegevens naar een tablet doorsturen, zoals meetwaarden van temperatuur- en drukmeters.
Concepten als de BionicFinWave kunnen daarmee worden doorontwikkeld voor taken als inspectie, metingen of gegevensverzameling (bijvoorbeeld voor water- en afvalwatertechnologie of andere gebieden van de verwerkende industrie). De kennis die tijdens dit project is opgedaan, kan ook worden ingezet bij de productie van zachte robotonderdelen.
Techniek van de BionicFinWave
De longitudinale vinnen van platwormen en zeekatten lopen van de kop naar de staart, langs de rug, de onderkant of de zijkanten van het lichaam. Om zich door het water voort te bewegen, laten de dieren hun vinnen golven in een doorlopende beweging langs de gehele lengte van hun lijf. Deze golfbeweging stuwt het water naar achteren en het dier dus naar voren. Ook de BionicFinWave gebruikt dit principe om zichzelf naar voren of naar achteren manoeuvreren.
De twee laterale vinnen van de 370 mm lange BionicFinWave zijn geheel van siliconen gemaakt waardoor dwarslatten en andere verstevigende onderdelen niet nodig zijn. Om de beweging te kunnen maken, is elk van de twee vinnen bevestigd aan negen kleine hefboomarmpjes met een buigingshoek van 45 graden. Deze armen worden aangedreven door twee servomotoren binnen in de onderwaterrobot. Twee platte krukassen brengen de krachten over op de armen, zodat de twee vinnen onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen. Zo kunnen ze tegelijkertijd verschillende golfbewegingen voortbrengen. Om bijvoorbeeld in een bocht te zwemmen, beweegt de buitenste vin sneller dan de binnenste vin, net als de rupsbanden van een graafmachine.
De BionicFinWave kan omhoog of omlaag zwemmen door in de gewenste richting te buigen. De krukassen zijn zo flexibel doordat de kruiskoppelingen zich tussen de hefboomsegmenten bevinden.
BionicFinWave-componenten met 3D
De koppelingen, krukassen en de zuigerstang zijn van kunststof, integraal gemaakt met een 3D-printer.
De overige elementen van de BionicFinWave, die 430 gram weegt, zijn ook 3D-geprint. De holtes in de elementen dienen als drijflichamen. Maar de waterdichte holtes bieden ook een veilige locatie voor alle besturings- en regeltechnologie in een heel kleine ruimte. Een druksensor en ultrasoundsensoren meten doorlopend de afstand van de BionicFinWave tot de wanden en de diepte in het water, waardoor de robot niet tegen de buizen botst.
