Pour le BionicFlyingFox, nos développeurs du Bionic Learning Network ont étudié de près la chauve-souris et appliqué techniquement son comportement en vol particulier. L'interaction de l'électronique intégrée avec un système motion-tracking permet à l'objet volant ultra-léger d'évoluer en autonomie partielle dans un espace aérien délimité.
La chauve-souris est le seul mammifère qui peut voler activement. Une caractéristique particulière est sa membrane de vol fine et élastique, qui s'étend des phalanges jusqu'aux chevilles. En vol, les animaux utilisent leurs doigts pour contrôler la courbure de la membrane de vol et peuvent ainsi se déplacer dans l'air de manière aérodynamique et maniable. Ils atteignent ainsi une portance maximale, même lors de manœuvres de vol lent.
Avec une envergure de 228 cm et une longueur de 87 cm, la chauve-souris artificielle ne pèse que 580 grammes. Comme la chauve-souris biologique, sa cinématique d'aile est également divisée en métacarpes et phalanges et recouverte d'une peau élastique qui s'étend des ailes aux pattes. Par conséquent, sa surface alaire est relativement grande et permet une faible charge alaire. Comme dans le modèle biologique, tous les points d'articulation se trouvent sur un seul niveau, de sorte que le BionicFlyingFox peut contrôler et plier ses ailes individuellement.
La membrane de vol du modèle est très fine, ultra légère et en même temps robuste. Elle se compose de deux feuilles étanches à l'air et d'un tissu d'élasthanne, qui sont soudés ensemble en environ 45 000 points. Grâce à son élasticité, elle reste presque infroissable même lorsque les ailes sont rentrées. La structure en nid d'abeille du tissu empêche les petites fissures de la membrane de s'étendre. Cela permet au BionicFlyingFox de continuer à voler même si le tissu est légèrement endommagé.
So that the BionicFlyingFox is able to move semi-autonomously in a defined space, it communicates with a motion capture system. The installation detects its position continuously. At the same time, the system plans the flight paths and delivers the necessary control commands for this. The human operator performs the launch and landing manually. An autopilot takes over during the flight.
One important part of the motion capture system is two infrared cameras which rest on a pan-tilt unit. This allows them to be rotated and tilted in such a way that they can track the entire flight of the BionicFlyingFox from the ground. The cameras detect the flying fox by means of four active infrared markers on the legs and wing tips.
The images from the cameras go to a central master computer. It evaluates the data and coordinates the flight from outside like an air traffic controller. Also stored on the computer are preprogrammed paths which specify the flight path for the BionicFlyingFox when performing its manoeuvres. The wing movements required for optimum implementation of the intended paths are calculated by the artificial flying fox itself with the help of its on-board electronics and complex behaviour patterns.
The flying fox receives the control algorithms necessary for this from the master computer, where they are automatically learned and constantly improved. The BionicFlyingFox is thus able to optimise its behaviour during flights and thereby follow the specified courses more precisely with each circuit flown. This is controlled by the movement of the legs and the adjustable wing area.