BionicFlyingFox

Ultralaki leteći objekt s inteligentnom kinematikom

Da bi izradili BionicFlyingFox, naši su programeri iz mreže Bionic Learning Network detaljno proučili velešišmiša i tehnički implementirali njegovo posebno ponašanje u letu. Zahvaljujući interakciji integrirane elektronike s vanjskim sustavom za praćenje kretanja ultralaki leteći objekt može se kretati poluautonomno u definiranom zračnom prostoru.

Velešišmiš pripada redu šišmiša – jedinih sisavaca koji mogu aktivno letjeti. Posebna karakteristika je njegova fina i elastična zračna membrana, koja se proteže od izduženih metakarpalnih kostiju i kostiju prstiju sve do gležnjeva. Pri letenju životinje prstima kontroliraju zakrivljenost letne membrane i mogu se aerodinamično i okretno kretati kroz zrak. To im omogućuje postizanje maksimalnog uzgona, čak i tijekom sporih manevara leta.

Agilna kinematika po uzoru na model iz prirode

S rasponom krila od 228 cm i duljnom tijela od 87 cm, umjetni velešišmiš teži samo 580 grama. Poput pravog velešišmiša, i njegova je kinematika krila podijeljena na primarnu i sekundarnu te prekrivena elastičnom kožom koja se proteže od krila do stopala. Stoga je njegova površina krila relativno velika i omogućuje manje opterećenje krila. Kao i kod biološkog modela, svi su zglobovi na jednoj razini tako da BionicFlyingFox može pojedinačno upravljati svojim krilima i sklopiti ih.

Posebno razvijena letna membrana

Letna membrana modela iznimno je tanka, ultralaka, a istodobno robusna. Sastoji se od dviju hermetičkih folija i elastanske pletene tkanine koje su međusobno zavarene na oko 45 000 točaka. Zahvaljujući elastičnosti gotovo da se i ne zgužva, čak i kada su krila uvučena. Saćasta struktura pletene tkanine sprečava daljnje širenje sitnih pukotina na letnoj membrani. To znači da BionicFlyingFox može nastaviti letjeti čak i ako je tkanina malo oštećena.

Poluautonomno letenje u definiranom području

Kako bi se BionicFlyingFox mogao kretati poluautonomno u definiranom zračnom prostoru, komunicira s takozvanim sustavom za praćenje kretanja. Instalacija trajno bilježi svoj položaj. Istodobno sustav planira putanje leta i daje potrebne kontrolne naredbe. Polijetanje i slijetanje ljudi izvode ručno. Autopilot preuzima kontrolu tijekom leta.

Sustav pokretnih kamera za preciznu lokalizaciju

Važan dio sustava za praćenje pokreta dvije su infracrvene kamere koje se nalaze na pan-tilt postolju. To im omogućuje okretanje i naginjanje kako bi s tla mogli pratiti cijeli let šišmiša BionicFlyingFox. Kamere prepoznaju velešišmiša s pomoću četiriju aktivnih infracrvenih markera koji su pričvršćeni na noge i vrhove krila.

Strojno učenje idealne putanje leta

Slike s kamera šalju se na središnje računalo. Procjenjuje podatke i koordinira let izvana poput kontrolora zračnog prometa. U tu svrhu na računalu postoje unaprijed programirane putanje koje BionicFlyingFoxu zadaju putanju leta tijekom njegovih manevara. Umjetni velešišmiš upotrebljava svoju ugrađenu elektroniku i složene obrasce ponašanja za izračunavanje pokreta krila potrebnih za optimalnu provedbu ciljnih putanja.

Velešišmiš prima potrebne nadzorne algoritme od glavnog računala, gdje se mehanički programiraju i kontinuirano usavršavaju. To omogućuje šišmišu BionicFlyingFox da optimizira svoje ponašanje tijekom letova i tako svaki put sve preciznije leti određenim putanjama. Upravljanje se odvija pomicanjem nogu i površine krila koja se tako može mijenjati.