먼저, 생체 공학 전문가는 쥐가오리의 지느러미를 연구했습니다. 이 동물은 수중 생물이지만, 거대한 가슴 지느러미를 날개처럼 위아래로 펄럭이며 수영합니다. 2007년, 이러한 원칙을 Air_ray에 적용했습니다. 가오리의 최적화된 유선형의 형태는 공기 역학적 효율성을 높이며, 날개의 능동적인 비틀림은 최고의 전원 발전을 보장합니다. 서보 모터는 양측에서 세로 방향으로 교대로 당겨져, 날개가 의도된 방식으로 위아래로 움직이도록 합니다. 추가 서보 드라이브를 사용하면, 위아래로 움직이는 날개를 가로 축으로 회전시킬 수 있습니다. 즉, Air_ray는 역방향으로도 이동할 수 있습니다. 경량 구조, 헬륨의 부력, 그리고 Fin Ray Effect®가 적용된 날개의 상하 동작으로, 바다에서 발견한 자연의 모델처럼 공중에서 움직입니다.
2009년, 유사한 컨셉이 AirPenguins에도 적용되었습니다. 기계의 비행 기술은 그 생물학적 모델인 펭귄의 수영 기술과 매우 유사합니다. 전진 및 후진 추진력은 날개의 수동적 비틀림으로 생성됩니다.
AirPenguins는 3단 그룹으로 자율 비행할 수 있으며, 초음파 전송 스테이션으로 기록된 정의된 천공에서 부유할 수 있습니다. 해당 공간 내에서 펭귄이 자유롭게 움직일 수 있습니다.
마이크로 컨트롤러가 펭귄에게 해당 공간 내에서 자율적으로, 또는 사전 합의된 규칙에 따라 탐색할 수 있도록 합니다.
이것을 바탕으로, 2011년 당사는 새의 비행 방식을 해독하여 SmartBird를 선보였습니다. 재갈매기에서 영감을 얻은 생체 공학 기술이 제공된 기계는 추가적인 드라이브 없이 자체적으로 시동하여 비행 및 이착륙할 수 있습니다.
날개를 위아래로 움직일 뿐만 아니라, 원하는 방향으로 비틀 수 있습니다. 이것은 복잡한 제어 장치와 함께, 기존에는 비행 모드에서 달성할 수 없었던 수준의 효율을 달성하도록 하는 능동형 관절형 비틀림 드라이브에 의해 구현됩니다. 영구 진단으로 비행을 안전하게: SmartBird가 비행하는 동안, 날개 위치 및 날개의 비틀림, 또는 배터리 충전 상태와 같은 데이터가 지속적으로 기록되고 실시간으로 점검됩니다.
잠자리의 경우, 더욱 복잡한 비행 유형을 관찰할 수 있습니다. 잠자리의 비행 기술은 매우 독특합니다. 모든 방향으로 기동할 수 있으며, 공중에 정지하여 날개를 움직이지 않고도 제자리를 유지할 수 있습니다. 두 쌍의 날개를 독립적으로 움직일 수 있는 능력 덕분에, 갑작스럽게 정지하거나 회전하고, 순식간에 가속하며, 심지어는 뒤쪽으로 날아갈 수도 있습니다.
BionicOpter를 통해 당사의 생체 공학 팀은 2013년 초경량 비행 물체에 이와 같은 매우 복잡한 특성을 기술적으로 구현했습니다. 최초로 하나의 모델이 헬리콥터, 모터 비행기 그리고 글라이더를 합친 것보다 더 다양한 비행 조건을 마스터할 수 있었습니다. 날개 동작 빈도와 개별 날개의 비틀림을 제어하여, 날개 4개 모두의 추진 방향과 추진 강도를 개별적으로 설정할 수 있었습니다. 이러한 방식으로, 원격 제어식의 잠자리는 저의 모든 방향으로 이동할 수 있었습니다.
Festo는 2015년 eMotionButterflies로 경량 구조와 소형화를 완성했습니다. 단 32그람에 불과한 생체 공학 기술이 적용된 나비입니다. 자연의 모델이 지닌 비행 방식을 가능한 한 유사하게 모방하기 위해, eMotionButterflies에는 높은 수준으로 통합된 온보드 전자장치가 탑재되어 있습니다. 날개를 정밀하고 개별적으로 제어하여 신속한 움직임을 구현할 수 있습니다.
공간에 설치된 10대의 카메라는 적외선 마커를 통해 나비를 기록합니다. 카메라는 외부에서 나비의 좌표를 조정하는 중앙 마스터 컴퓨터로 위치 데이터를 전달합니다.
생체 공학자들은 이러한 지능형 네트워크를 더욱 발전시켜, 2018년 하노버 산업 박람회에서 반자율 비행이 가능한 BionicFlyingFox를 선보였습니다. 이것은 온보드 전자장치와 외부 카메라 시스템의 조합으로 구현됩니다. 결과적으로 이 인공 박쥐는 2.28 미터의 익폭으로 공중을 비행합니다.
탄력있으며 공기가 통과하지 않는 피부가 박쥐의 손가락 끝에서 발까지 늘어납니다. 특수 개발된 멤브레인은 엘라스테인 메쉬와 포인트 용접 호일로 구성됩니다. 이러한 벌집 구조 덕분에 BionicFlyingFox는 생체 공학 조직에 경미한 부상을 입어도 비행할 수 있습니다.
자연에서 동물들의 비행 방식은 너무나도 다양하지만, 기술로 이러한 비행 방식을 이전하기 위한 주요 과제는 항상 경량 구조와 기능 통합입니다. 높은 응력이 가해지는 키네마틱의 모든 관절 지점이 하나의 평면에 위치한 BionicFlyingFox를 통해, 가위 원리를 사용하여 전체 날개를 접을 수 있도록 하여 Festo는 동물 세계의 모든 유형의 비행을 해독했습니다. 하지만 자연은 미래를 위한 새로운 기술 솔루션을 위해 생체 공학 팀에 영감을 줄 수 있는 다양한 고유 솔루션을 제공합니다.