U sklopu svoje mreže za bioničko učenje Bionic Learning Network već se više od 15 godina bavimo fascinacijom letenja. Od tada smo istražili mnoge druge leteće objekte i njihova prirodna načela te ih tehnološki primijenili, učeći pritom na biološkim modelima. Pri tome je velik izazov bilo samostalno ponašanje u roju. Uz BionicBee naš je tim prvi put razvio leteći objekt koji u roju može letjeti u velikom broju i potpuno autonomno.
S oko 34 grama, duljinom od 22 centimetara i rasponom krila od 24 centimetra, BionicBee najmanji je leteći objekt mreže za bioničko učenje dosad. Programeri su se prvi put koristili metodologijom generativnog dizajna: nakon unosa nekoliko parametara softver koji se temelji na definiranim načelima dizajna pronalazi optimalnu strukturu kako bi se koristilo što manje materijala uz što stabilniju konstrukciju. Ova dosljedno lagana konstrukcija ključna je za dobru upravljivost i trajanje leta.
Kompaktna konstrukcija mehanizma za mahanje krilima, komunikacijska tehnologija i upravljačke komponente za mahanje krilima i prilagođavanje geometrije krila smješteni su u tijelu pčele. Na vrlo malom prostoru ugrađeni su motor bez četkica, tri servomotora, baterija, mjenjač i razne ploče. Zahvaljujući inteligentnoj interakciji motora i mehanike moguće je precizno postaviti frekvenciju zamaha krila za različite manevre.
Umjetna pčela leti s frekvencijom zamaha od 15 do 20 Hz. Krila zamahuju naprijed-natrag pod kutom od 180 stupnjeva. Motor bez četkica bez zazora pogoni zamah krila s pomoću precizno vođene, ultralagane mehaničke konstrukcije. Što je veći broj okretaja u minuti, to je veća frekvencija zamaha i uzgon. Tri servomotora u korijenu krila ciljano mijenjaju geometriju krila, čime se povećava učinkovitost u određenim položajima krila i dovodi do ciljane varijacije generiranog uzgona.
Ako pčela treba letjeti naprijed, geometrija se prilagođava tako da uzgon u stražnjem položaju krila bude veći nego u prednjem položaju. Zbog toga se tijelo naginje prema naprijed (Nick) i pčela prelazi u let prema naprijed. Ako je geometrija prilagođena tako da desno krilo stvara veći uzgon od lijevoga krila, pčela se okreće (Roll) oko uzdužne osi ulijevo i odlijeće u stranu. Druga mogućnost je namještanje tako da jedno krilo stvara veći uzgon sprijeda, a drugo krilo veći uzgon straga. Time se pčela okreće (Gear) oko okomite osi.
Samostalno ponašanje deset pčela postiže se sustavom za lokalizaciju u zatvorenom prostoru s ultraširokopojasnom tehnologijom (UWB). U tu je svrhu u prostoriji postavljeno osam UWB sidara na dvjema razinama. Zbog toga je moguće točno mjerenje vremena rada i pčele se mogu lokalizirati u prostoru. UWB sidra šalju signale pojedinačnim pčelama koje samostalno mjere udaljenosti do odgovarajućih elemenata odašiljača i na temelju vremenskog pečata izračunavaju vlastiti položaj u prostoru.
Da bi letjele u roju, pčele slijede putanje koje postavlja središnje računalo. Visoka razina prostorne i vremenske točnosti nužna je za siguran let bez sudara u bliskoj formaciji. Pri planiranju putanja također se mora uzeti u obzir moguća međusobna interakcija uzrokovana turbulencijama zraka („down-wash“).
Budući da se svaka pčela izrađuje ručno, pa čak i najmanje razlike u proizvodnji mogu utjecati na ponašanje u letu, pčele također imaju funkciju automatske kalibracije: nakon kratkog probnog leta svaka pčela određuje svoje individualno optimizirane regulatorske parametre. Na taj način inteligentni algoritam može izračunati hardverske razlike između pojedinačnih pčela i cijeli se roj može kontrolirati izvana kao da su sve pčele identične.
Kod pčele BionicBee do izražaja dolaze mnoga saznanja do kojih su naši programeri došli u prethodnim projektima. Ona na taj način postaje dio niza bioničkih letećih objekata koji su nastali u sklopu naše mreže za bioničko učenje. Više od 15 godina razvijamo istraživačke platforme čija se osnovna tehnička načela temelje na prirodi. Na sljedećim stranicama možete dobiti mali uvid u to.