Sono agili, manovrabili e possono persino volare in loop e virate strette: i BionicSwifts. Le cinque rondini artificiali riescono a muoversi in maniera coordinata e autonoma in uno spazio aereo definito interagendo con un GPS indoor basato su onde radio.
Nella realizzazione degli uccelli robotici abbiamo usato strutture leggere, come nel modello biologico. Sia in natura sia nell’ingegneria, minore è il peso da muovere, minor materiale necessita e minore è l’energia consumata. Ciò spiega perché gli uccelli bionici pesano solo 42 g nonostante una lunghezza di 44,5 cm e un’apertura alare di 68 cm.
Per volare nel modo più possibile naturale, le ali sono modellate sulle piume degli uccelli. Le singole lamelle, realizzate con una schiuma ultraleggera flessibile e molto robusta, si sovrappongono l’una all’altra. Collegate a uno stelo in carbonio, sono attaccate alle ali come nella controparte naturale.
Le singole lamelle, durante il movimento dell’ala, permettono all’aria di fluirne attraverso. Gli uccelli richiedono quindi meno forza per spingere l’ala verso l’alto. Le lamelle si chiudono in discesa per fornire al robot un volo più stabile. Questa replica delle ali degli uccelli conferisce al BionicSwift un profilo di volo migliore rispetto ai precedenti prototipi.
Il corpo dell’uccello contiene un meccanismo compatto per il battito d’ali, il modulo di comunicazione, i controlli per le ali e per salire e scendere di quota, oltre che la coda. Un motore brushless, due servomotori, una batteria, un riduttore e alcune schede circuitali sono installate nel più piccolo degli spazi.
Tramite l’interazione intelligente dei motori e dei sistemi meccanici, la frequenza dello battimento delle ali e la sua elevazione possono essere controllate precisamente così da permettere varie manovre.
Il GPS indoor con tecnologia radio ultra large (UWB) consente a BionicSwift di volare in maniera coordinata e sicura. Vari moduli radio sono montati nello spazio circostante, creando ancore che si localizzano a vicenda e definiscono uno spazio aereo controllato. Inoltre, ogni uccello robotico è dotato di un trasmettitore radio, che invia segnali alle ancore, che possono quindi individuare la posizione esatta dell’uccello e inviare i dati raccolti a un computer centrale che funge da sistema di navigazione.
Il sistema può utilizzare percorsi programmati per pianificare e determinare rotte e percorsi di volo per gli uccelli. Se gli uccelli deviano dal percorso, ad es. a causa di cambiamenti improvvisi nelle condizioni atmosferiche, come vento o flussi termici, correggono immediatamente il percorso di volo tramite interventi autonomi, senza alcun intervento umano. Le comunicazioni via radio permettono il rilevamento della posizione, anche se ci sono ostacoli e il contatto visivo è parzialmente perso. L’uso di UWB come tecnologia radio garantisce operazioni sicure e prive di interferenze.
La mappatura intelligente di oggetti volanti e rotte GPS crea un sistema di navigazione 3D che potrebbe essere usato negli impianti industriali del futuro. Ad esempio, una localizzazione precisa di materiali e oggetti consente di migliorare il flusso di valore e prevedere impasse. Inoltre, i robot volanti autonomi possono essere utilizzati per trasportare materiali, con corridoi di volo individuali per ottimizzare l’utilizzo dello spazio interno della fabbrica.