Bionic Learning Network의 개발진은 BionicFlyingFox를 위해 날여우박쥐를 자세히 관찰하여 특수한 비행 동작을 기술적으로 구현했습니다. 집적된 온보드 전자 장치와 외부 모션 추적 시스템의 상호 작용을 통해 초경량 비행체는 지정된 공역에서 반자율적으로 이동할 수 있습니다.
날여우박쥐(flying fox)는 박쥐목에 속하며, 활발하게 날 수 있는 유일한 포유류입니다. 특별한 특징은 확장된 중수골 및 손가락 뼈에서 발 관절까지 뻗어 있는 얇고 유연한 비막입니다. 박쥐는 비행 중에 손가락으로 비막의 곡률을 제어하며 공기 중에서 공기 역학적으로 능숙하게 날 수 있습니다. 이를 통해 저속 비행 중에도 최대 양력을 얻을 수 있습니다.
날개 길이 228cm, 몸 길이가 87cm인 인공 박쥐의 무게는 580g에 불과합니다. 날개의 운동학은 실제 날여우박쥐처럼 팔과 손 날개로 나뉘어 뻗어 있고 날개부터 발까지 탄력 있는 피부로 덮여 있습니다. 이를 통해 날개 면적을 상대적으로 넓게 만들어 낮은 면적 하중을 가능하게 합니다. 생물 모델과 마찬가지로 모든 관절 지점이 한 면에 있어 인공 박쥐는 날개를 개별적으로 조절하고 접을 수 있습니다.
모델의 비막은 얇고 초경량이지만 견고합니다. 두 개의 기밀성 필름과 약 45,000개 지점에 용접된 탄성 직물로 구성되어 있습니다. 우수한 신축성으로 날개가 접혀 있을 때조차도 탄성을 유지할 수 있습니다. 이 직물의 벌집 구조는 비막의 작은 균열이 커지는 것을 방지합니다. 이를 통해 BionicFlyingFox는 직물이 경미하게 손상된 경우에도 계속 날 수 있습니다.
BionicFlyingFox는 지정된 공역에서 반자율적으로 움직일 수 있도록 모션 추적 시스템과 통신합니다. 위치는 항상 기록됩니다. 이와 동시에 시스템은 비행 경로를 계획하고 이를 위해 필요한 제어 명령을 제공합니다. 이륙과 착륙은 사람이 수동으로 수행합니다. 비행 중에 오토파일럿이 개입합니다.
모션 추적 시스템의 중요한 부분은 팬 틸트 유닛(pan-tilt unit)에 있는 2대의 적외선 카메라입니다. 이를 통해 지상에서 BionicFlyingFox의 전체 비행을 추적할 수 있도록 회전하고 기울일 수 있습니다. 카메라는 다리와 날개 끝에 부착된 네 개의 활성 적외선 마커를 통해 박쥐를 인식합니다.
카메라의 이미지는 중앙 마스터 컴퓨터로 전송됩니다. 데이터를 평가하고 항공 교통 관제사처럼 외부에서 비행을 조정합니다. 이때 사전 프로그래밍된 경로가 컴퓨터에 저장되며 이 경로는 BionicFlyingFox에게 비행 경로를 지정해 줍니다. 목표 경로를 최적으로 구현하는데 필요한 날개의 움직임은 내장된 전자 장치와 복잡한 동작 패턴을 이용하여 박쥐가 스스로 계산합니다.
인공 박쥐는 이에 필요한 제어 알고리즘을 마스터 컴퓨터에서 받고 자동적으로 학습되고 지속적으로 향상됩니다. 이를 통해 BionicFlyingFox는 비행 중에 동작을 최적화하여 지정된 경로를 운행하면서 점점 더 정확하게 비행할 수 있습니다. 제어는 다리의 움직임과 이에 따라 변하는 날개면의 움직임을 통해 이루어집니다.