BionicFlyingFox

BionicFlyingFox

Objeto volador ultraligero con cinemática inteligente 

Para el BionicFlyingFox, nuestros desarrolladores de la Bionic Learning Network han estudiado al zorro volador al detalle y han trasladado a la tecnología su forma especial de volar. Gracias a la combinación de la electrónica de a bordo integrada y un sistema externo de seguimiento del movimiento, este objeto volador ultraligero se puede mover de forma semiautónoma por un espacio aéreo delimitado.

El zorro volador (en inglés: «flying fox») pertenece al orden de los murciélagos; los únicos mamíferos capaces de volar activamente. Una de sus características especiales es la membrana de sus alas, fina y elástica, que se extiende desde los metacarpianos y falanges extendidos hasta las articulaciones de los pies. Al volar, estos animales controlan la curvatura de la membrana con sus dedos y, de este modo, pueden moverse por el aire de forma ágil y aerodinámica. Esto les permite alcanzar el máximo impulso, incluso en maniobras de vuelo lentas.

Cinemática ágil basada en un modelo natural

Con una envergadura de 228 cm y un cuerpo de 87 cm de largo, el zorro volador artificial pesa solo 580 gramos. Como en el zorro volador real, la cinemática de las alas también se divide en dos partes, brazo y mano, y dispone de una membrana elástica que se tensa y se extiende desde las alas hasta los pies. De este modo, la superficie de las alas es relativamente grande y permite una baja carga superficial. Al igual que su modelo biológico, todas las articulaciones se encuentran en el mismo plano, lo que permite al BionicFlyingFox controlar y plegar sus alas individualmente.

Membrana de vuelo especialmente diseñada

La membrana del BionicFlyingFox es muy fina, ultraligera y robusta al mismo tiempo. Consta de dos láminas de plástico herméticas y un tejido de elastano que están soldados entre sí por cerca de 45 000 puntos. Debido a su elasticidad, la membrana no se arruga prácticamente nunca, ni siquiera al plegar sus alas. La estructura del tejido, en forma de panal, impide que aumenten las pequeñas grietas que pudieran formarse en la membrana. De este modo, el BionicFlyingFox podrá seguir volando aunque el tejido se haya dañado ligeramente.

Construcción perfeccionada: electrónica de a bordo del tronco combinada con la mecánica de las alas
Construcción perfeccionada: electrónica de a bordo del tronco combinada con la mecánica de las alas

Vuelo semiautónomo en un espacio delimitado

Para poder moverse por un espacio aéreo determinado, el BionicFlyingFox se comunica con el llamado «sistema de seguimiento del movimiento». Esta instalación registra constantemente su posición. Al mismo tiempo, el sistema programa las trayectorias de vuelo y da las órdenes de control necesarias para ello. La persona ejecuta manualmente el despegue y el aterrizaje. En el aire, el piloto automático asume el mando.

Sistema de cámaras móvil para una localización exacta

Una parte importante del sistema de seguimiento del movimiento la componen dos cámaras de infrarrojos situadas en una unidad giratoria/inclinable (en inglés, «pan-tilt unit»). Las cámaras pueden, por tanto, girar e inclinarse para poder seguir todo el vuelo del BionicFlyingFox desde el suelo. Estas cámaras detectan el zorro volador mediante cuatro marcadores infrarrojos activos que están colocados en las piernas y en las puntas de las alas del animal artificial.

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    Un paralelismo increíble: la maqueta voladora biónica y su modelo natural

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    Comportamiento de vuelo único gracias a la membrana elástica y a la cinemática inteligente

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    Membrana robusta: la estructura de panal confiere a la membrana ultraligera la estabilidad necesaria

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    El zorro volador artificial puede controlar y plegar sus alas de forma individual

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    Comunicación permanente entre el BionicFlyingFox y el sistema de seguimiento del movimiento

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    El sistema de cámaras móvil puede seguir al objeto volador de forma dinámica

Aprendizaje mecánico de la trayectoria de vuelo ideal

Las imágenes de las cámaras se transmiten a un ordenador central. Este evalúa los datos y coordina el vuelo desde fuera como si se tratara de un controlador aéreo. Para ello, el ordenador cuenta con rutas preprogramadas que indican la trayectoria de vuelo al BionicFlyingFox cuando realiza sus maniobras. El propio zorro volador artificial calcula los movimientos de alas que necesita para poner en práctica correctamente las trayectorias teóricas con ayuda de su electrónica de a bordo y de un complejo patrón de comportamiento.

Los algoritmos reguladores necesarios para ello los obtiene del ordenador central, donde estos se aprenden mecánicamente y se mejoran permanentemente. De este modo, el BionicFlyingFox puede optimizar su comportamiento durante el vuelo y ejecutar las trayectorias especificadas con mayor precisión de una vez para otra. El control se realiza mediante el movimiento de las piernas y la superficie flexible de las alas, que puede variar en función de dicho movimiento.