A Bionic Learning Network részeként több mint 15 éve vizsgáljuk a repülést. Ez idő alatt számos repülő tárgyat és azok természetes alapelveit kutattuk, tanulva ezekből a biológiai modellekből, hogy a saját technológiánkat ezek alapján hozzuk létre. Az autonóm raj viselkedésének irányítása nagy kihívást jelentett. A BionicBee-vel csapatunk most először fejlesztett ki olyan repülő tárgyat, amely nagy számban és teljesen önállóan, rajban képes repülni.
A BionicBee körülbelül 34 gramm, 22 centiméter hosszú és 24 centiméter a szárnyfesztávolsága. Ezzel a Bionic Learning Network eddigi legkisebb repülő tárgya. A fejlesztők először alkalmazták a generatív tervezés módszertanát: Néhány paraméter megadása után a szoftver meghatározott tervezési elvek alapján megtalálja az optimális szerkezetet, hogy a lehető legkevesebb anyagot használja fel a lehető legstabilabb konstrukció mellett. Ez a könnyűszerkezetes felépítés döntő fontosságú a jó manőverezőképesség és a repülés időtartama szempontjából.
A méhtest tartalmazza a csapkodó szárnymechanizmus kompakt konstrukcióját, a kommunikációs technológiát, valamint a szárnycsapkodás és a szárnygeometria adaptálását. Nagyon szűk helyen helyezték el a kefe nélküli motort, a három szervomotort, az akkumulátort, a hajtóművet, valamint a különböző nyomtatott áramköri lapokat. A motorok és a mechanika intelligens együttműködése teszi lehetővé például a szárnycsapás frekvenciájának pontos beállítását a különböző manőverekhez.
A mesterséges méh 15–20 szárnycsapási gyakorisággal repül. Eközben a szárnyak 180 fokos szögben csapkodnak előre-hátra. A kefe nélküli motor egy precízen vezetett, ultrakönnyű, mechanikus szerkezeten keresztül, holtjátékmentesen hajtja a szárnycsapásokat. Minél nagyobb a sebesség, annál nagyobb a csapási frekvencia és a felhajtóerő. A szárny tövénél lévő három szervomotor célzottan változtatja meg a szárny geometriáját, így növelve a hatékonyságot bizonyos szárnypozíciókban, és célzottan módosítva a létrehozott felhajtóerőt.
Ha a méhnek előre kell repülnie, úgy kell beállítani a geometriát, hogy a szárny hátsó helyzetében nagyobb legyen a felhajtóerő, mint az elülső helyzetben. Ennek hatására a test előrebillen (pitch), és a méh előrefelé repül. Ha a geometria úgy van beállítva, hogy a jobb szárny nagyobb felhajtóerőt generál, mint a bal szárny, a méh a hossztengely körül balra fordul (roll), és oldalirányban repül. Egy másik lehetőség az, hogy úgy állítjuk be a szárnyakat, hogy az egyik szárny elöl, míg a másik szárny hátul generáljon nagyobb felhajtóerőt. Ennek hatására a méh a függőleges tengelye körül forog (gear).
A tíz méh autonóm viselkedése egy beltéri helymeghatározó rendszerrel valósul meg ultraszéles sávú technológiával (UWB). Ebből a célból nyolc UWB-horgonyt telepítettünk a helyiség két szintjén. Ez lehetővé teszi a futási idő pontos mérését, így a méhek képesek meghatározni a helyüket a térben. Az UWB-horgonyok jeleket küldenek az egyes méheknek, amelyek egymástól függetlenül mérik a távolságot a mindenkori adóelemtől, és az időbélyegek alapján kiszámítják saját térbeli helyzetüket.
A rajban való repüléshez a méhek egy központi számítógép által megadott útvonalat követnek. A szoros kötelékben repüléshez nagy pontosságra van szükség térben és időben, hogy biztonságosan repülhessenek, összeütközés nélkül. A pályatervezés során a légörvények okozta esetleges kölcsönhatásokat ("down-wash") is figyelembe kell venni.
Minden méh kézzel készül, ezért már a legapróbb különbségek is befolyásolhatják a repülés közbeni viselkedést, emellett a méhek egy automatikus kalibráló funkcióval rendelkeznek: rövid próbarepülést követően minden méh meghatározza az egyedileg optimalizált vezérlő paramétereit. Ezáltal az intelligens algoritmus képes kiszámítani az egyes méhek közötti hardveres különbségeket, így az egész raj úgy irányítható, mintha minden méh ugyanolyan lenne.
A BionicBee-nél számos felismerést felhasználtunk, amelyeket fejlesztőink a korábbi projektek során szereztek. Ezáltal csatlakozik azon bionikus repülő tárgyak sorához, amelyeket a Bionic Learning Network részeként hoztunk létre. Több mint 15 éve tervezünk olyan kutatási platformokat, amelyek műszaki alapelvei a természetből származnak. A következő oldalakon egy kis betekintést nyerhet ezekbe.