maxon Story
水下新世界
不萊梅機器人創新中心的工程師們一直在研究水下機器人，它們旨在幫助我們更瞭解世界上的海洋，未來甚至還可能進入其他行星的深水地帶。
整個 12 月，不萊梅德國人工智慧研究中心（DFKI）的所有訪客都可以看到一棵聖誕樹醒目地站在大型水槽底部，很明顯地展現出工程師的熱情所在。浮力將聖證樹裝飾球往上拉。彩色小燈串提供著合適的照明——通著 230 V 電壓！但您別擔心，研究人員知道自己在做什麼。水下技術是他們的專業領域。他們出於好玩在空閒時間裝飾聖誕樹。「這個研究所有完美的條件，讓我們有特別高的動力去嘗試創新的方法。有時候我們喜歡在這裡待久一點」，DFKI 機器人研究中心的研究助理和水下機器人 Peter Kampmann 說。
Kampmann 帶我們參觀 DFKI 的大型海洋探索館。這是全歐洲唯一的潛水機器人測試系統：一個 8 公尺深的鹹水池，可容納 340 萬公升的水量；非常適合用來測試新型水下系統，激發船舶和管線探索未知的水域或在深海中進行量測。
長久以來，海洋研究領域一直處於幽暗冷門地帶，例如深海的大部分區域至今仍無人涉足。因此我們並不知道 3,000 到 6,000 公尺深處到底是什麼樣子。我們反而有更準確的火星表面地圖。但是在接下來幾年，這一切都將改變——當然也要歸功於現代化科技。DFKI 的機器人創新中心正在與 maxon 的工程師密切合作，旨在開發採用無刷 DC 馬達的新型水下驅動模組。這些馬達能夠承受壓力、體積精簡且具有高能源效率，非常適合用於 ROV（遠端操控載具）和 AUV（自主水下載具），對於 Peter Kampmann 和他的同仁來說是一項非常實用的發展。「新的元件更輕盈、更強大，為我們開啟了全新的機會。」
北極熊比喻法
水下科技的趨勢偏向「智慧小巧」。工程師們目前正在打造配備感應器和電子裝置的載具。這些機器必須能夠在數個月沒有任何人員介入的情況下，自主地執行研究工作、採集數據和對不同情況做出反應。在海底的惡劣環境條件下，這並非易事，因為水中不僅能見度差，而且 GPS 或無線網路信號的波長在水中很快會被吸收，使得導航定位更加困難。鹹水也會侵蝕元件，甚至在一段時間後使不鏽鋼發生腐蝕。因此，例如馬達軸等敏感的組件，必須採用鈦金屬製成。最後也必須一提的是，深海處的周圍壓力非常高，在 6,000 公尺深處高達 600 bar。這大概相當於一隻完全成年的北極熊坐在僅一平方公分的面積上所施加的壓力。機器人創新中心可以在一個壓力艙中模擬這樣的數值。maxon 也讓其專門開發的水下驅動模組在此受到測試。處於水下 6,000 公尺的元件可以應用在全球 95% 的海洋中。
每一克都是關鍵
在參觀 DFKI 的機器人創新中心時，我們遇見了幾台水下載具，例如 Micro-AUV。顧名思義，它的體型特別小，研究人員用它來測試新的控制和導航方法。這個載具上的所有東西都經過經心設計，旨在將剩餘浮力減至最低。每多出來的一公克浮力都會在水下發生影響。因為假如系統在任何時候故障，它必須能透過正浮力控制浮出水面，否則就會永遠失去系統。Micro-AUV 由四顆 maxon DC 馬達驅動。它們是非常節能的驅動模組，即使使用的電池很小，但使用壽命相當長。
Peter Kampmann and his colleagues at the DFKI are testing new approaches to control and navigation with the Micro-AUV.
很快就能前往木星的衛星？
DFKI 另一個令人振奮的計劃是「木衛二探測器」（Europa Explorer），這是一台水下探測載具，擁有修長的外型，看起來像一根雪茄。該計劃的長期目標是探索木星的衛星「木衛二」（Europa，歐羅巴）。這顆衛星表面覆蓋著一層 3 至 15 公里厚的冰殼，下方是海洋。DFKI 正代表德國航太中心（DLR）研究這類任務的潛力。根據目前的理論，將由 AUV 在鑽頭內抵達地下海洋，然後自行分離、自主收集資料並發送回地球。
「木衛二探測器」用來探勘木星的衛星「木衛二」。
目前在 DFKI 的測試機型上配備了一個 maxon Escon Module 50/5 馬達控制器，它的優異動態和輔助功能使它特別受到歡迎。「這個控制器能夠自主地偵測到錯誤來源，使我們的工作更加愉快」，Peter Kampmann 說。在參觀了 DFKI 機器人創新中心之後，可以瞭解到：水下應用領域已不再讓人只聯想到堅固耐用的大型元件和臨時性設備。同時，感測技術、自動化和機器人技術都扮演著重要的角色，是充滿希望的未來起點。
機器人中心
德國人工智慧研究中心（DFKI）是德國在人工智慧法創新軟體技術方面的領先機構。該中心共有 800 名員工，分佈在多個不同據點。大約有 130 名員工和 80 位學生參與不萊梅機器人創新中心 25 到 30 個有關太空或深海機器人的專案。
特殊深海驅動模組
maxon 正在大膽挑戰進入黑暗的海洋深處。經過兩年的開發時間，瑞士驅動專家如今推出自行開發的水下驅動模組。這些推進器由一顆無刷 DC 馬達、一組減速機和一個控制器組成，再加上外殼和一組螺旋槳。這個單元專門設計用於海水中，能夠承受 6,000 公尺深處的壓力（600 bar），並且可防鏽蝕。
為了確保這些特性，maxon 主要採用了鈦合金和塑膠材質。工程師們與德國人工智慧研究中心（DFKI）合作進行開發工作。這個機構專門研究水下載具。第一款推進器 MT30 將作為標準產品在今年推出。其他尺寸（直徑 20、40 和 70 mm）也在計劃中。
maxon thruster MT30
充油、耐壓力
maxon 為客戶提供耐壓驅動系統作為水下應用標準解決方案。核心元件是一套馬達和減速機的組合，其中包括一顆無刷 DC 馬達和行星式減速機。在防蝕方面，驅動模組採用塑膠外殼，並以兩個鈦金屬法蘭密封，且可連接至一個補償器。
油充驅動單元透過一根管子連接至補償器，水壓會經由薄膜轉移至油液。視水深或水壓而定，薄膜會受到特定體積的壓縮。驅動模組配備用來連接控制電子裝置的連接器。這款精實的水下驅動模組提供 16 至 42 mm 的直徑規格作為選擇，並且可依據客戶的需求進行客製化設計。
: 油充水下驅動模組包含無刷 DC 馬達、行星式減速機和控制器。耐壓深度達 6,000 公尺。
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maxon motor ag；DFKI