BionicSwift

群れでの安全な飛行アクロバット

BionicSwifts は敏捷かつ機敏でループやタイトなターンを飛行することも可能です。無線に基づいた屋内 GPS との連携プレーにより5羽の人工ツバメは定義された空域で協調的かつ自律的に移動可能です。

自然モデルに基づく超軽量飛翔体

ロボットバードの設計の際にはその生物学的なモデルでも同じだったように、軽量構造の使用に焦点が当てられました。技術においても、自然界と同様、次のことが当てはまります:移動する重量が少なければ少ないほど、マテリアルとエネルギー消費のコストは低減します。したがって、体長44.5センチ、翼幅68センチのこのBionicバードの体重はわずか42グラムです。

効率的な飛行運転のためのエアロダイナミクスを鑑みた羽毛

できるだけ自然のモデルに忠実に飛び操舵を行うために、翼は鳥の羽をモデルにしています。個々のベーンは超軽量で柔軟ですが非常に頑丈なフォームでできており、シングルのように互いに重なり合っています。カーボン製の羽根軸で連結されたこれらのベーンは自然界のモデル同様に、実際の手や腕の羽に取り付けられています。

翼がアップストロークで羽ばたくと、個々のベーンが扇状に広がり、空気が翼を通って流れることが可能になります。このため鳥が翼を上に引き上げるに必要な力はそんなに大きくないことを意味します。ダウンストロークの羽ばたきの際にはベーンが閉じるため飛行ロボットはより強力に飛ぶことができます。自然に近い形で複製されたこの翼によりBionicSwifts は以前の羽ばたき翼駆動と比較しても、より優れた飛行特性を備えています。

最小スペースでの機能統合

鳥の体には羽ばたき翼メカニズムのコンパクトな構造、通信技術と翼の羽ばたきと水平尾翼(尾)の制御コンポーネントがあります。ブラシレスモータ、2つのサーボモータ、バッテリ、減速機、ならびにラジオ、コントローラ、ローカライズ用の各種 PCB が非常に小さなスペースに設置されています。

例えばモータとメカニズムのインテリジェントな相互作用により翼の羽ばたきの周波数や水平尾翼の迎角は様々な操舵に合わせて正確に調整できるようになっています。

GPSによる飛行操舵の調整

超広帯域技術(UWB)を使用した無線ベースの屋内 GPS によりBionicSwifts は協調的かつ安全な方法で飛行可能です。このために、いくつかの無線モジュールが1つの部屋に設置されます。続いて、これらアンカーは相互に位置を合わせ、制御された空域の定義を行います。さらにすべてのロボットバードには無線マーカーが装備されています。これによりアンカーは信号を受信すると鳥の正確な位置を特定し収集したデータをナビゲーションシステムとして機能する中央のマスターコンピュータに送信します。

このコンピュータでは経路計画も行うことができ、事前にプログラミングされたパスが鳥に対して飛行経路を規定することができるようになっています。風や熱など、突然変化する環境の影響のために鳥が飛行経路から逸脱した場合、鳥は飛行経路をすぐに自分で修正し人のパイロットなしでこの状況に自律的に介入します。無線による通信により視覚的な接触が部分的に途切れても、障害物を越えた正確な位置検出が可能です。無線テクノロジーとして UWB を使用することで安全でトラブルのない操作が保証されます。

イントラロジスティクスの新しい刺激

飛翔体や GPS ルートのインテリジェントなネットワークの構築を通して、未来のネットワーク化された工場で使用も考えられる、3D ナビゲーションシステムが成立します。例えば材料や商品の流れを正確に局所化することでプロセスシーケンスを改善したり、ボトルネックを予測したりすることが可能となります。さらに自律飛行ロボットは資材の輸送などに使用できるため飛行通路を持つ工場内の面積利用を最適化することができます。