BionicFlyingFox

Ultralekki obiekt latający z inteligentną kinematyką

W przypadku BionicFlyingFox, nasi inżynierowie z Bionic Learning Network przyjrzeli się dokładnie latającemu lisowi i technicznie zaimplementowali jego specjalne zachowanie podczas lotu. Dzięki interakcji zintegrowanej elektroniki pokładowej z zewnętrznym systemem śledzenia ruchu, ultralekki obiekt latający może poruszać się półautonomicznie w określonej przestrzeni powietrznej.

Lis latający należy do rzędu nietoperzy - jedynych ssaków, które potrafią aktywnie latać. Szczególną cechą jest ich delikatna elastyczna membrana do latania, która rozciąga się od wydłużonych kości śródręcza i palców aż do stawów stopy. W locie zwierzęta kontrolują palcami krzywiznę błony lotnej, co pozwala im na aerodynamiczne i zwinne poruszanie się w powietrzu. Dzięki temu osiągają maksymalne wzniesienie, nawet podczas wykonywania wolnych manewrów w locie.

Zwinna kinematyka oparta na naturalnych wzorcach

Przy rozpiętości skrzydeł wynoszącej 228 centymetrów i długości ciała 87 centymetrów, sztuczny lis latający waży zaledwie 580 gramów. Podobnie jak u naturalnego lisa latającego, kinematyka jego skrzydeł jest również podzielona na sekcje ramion oraz dłoni i pokryta elastyczną membraną, która rozciąga się od skrzydeł do stóp. Dzięki temu powierzchnia skrzydła jest stosunkowo duża i pozwala na uzyskanie niskiego obciążenia skrzydła. Podobnie jak w modelu biologicznym, wszystkie punkty artykulacji znajdują się w jednej płaszczyźnie, dzięki czemu BionicFlyingFox może indywidualnie sterować i składać swoje skrzydła.

Specjalnie opracowana membrana do latania

Membrana latającego modelu jest ultracienka, ultralekka i jednocześnie wytrzymała. Składa się z dwóch szczelnych folii i dzianiny elastanowej, które są zgrzane ze sobą w około 45 000 punktów. Dzięki swojej elastyczności pozostaje praktycznie bez zmarszczeń, nawet po zwinięciu skrzydeł. Struktura plastra miodu tkaniny zapobiega powiększaniu się małych pęknięć w membranie. Dzięki temu BionicFlyingFox może kontynuować lot nawet w przypadku niewielkiego uszkodzenia tkaniny.

Półautonomiczne latanie w określonej przestrzeni

Aby BionicFlyingFox mógł poruszać się półautonomicznie w określonej przestrzeni, komunikuje się z tzw. systemem śledzenia ruchu. Instalacja ta w sposób ciągły wykrywa jego pozycję. W tym samym czasie system planuje tory lotu i wydaje niezbędne polecenia sterujące. Start i lądowanie są wykonywane ręcznie przez człowieka. Podczas lotu kontrolę przejmuje autopilot.

Ruchomy system kamer dla precyzyjnej lokalizacji

Ważnym elementem systemu śledzenia ruchu są dwie kamery na podczerwień zamontowane na obrotowym urządzeniu. Dzięki temu można je obracać i przechylać w taki sposób, aby śledzić cały lot BionicFlyingFoxa z ziemi. Kamery rozpoznają latającego lisa dzięki czterem aktywnym markerom podczerwieni przymocowanym do jego nóg i końcówek skrzydeł.

Uczenie maszynowe idealnego toru lotu

Obrazy z kamer trafiają do centralnego komputera głównego. Ocenia on dane i koordynuje lot jak kontroler ruchu lotniczego z zewnątrz. W tym celu w komputerze są zaprogramowane ścieżki, które wyznaczają tor lotu BionicFlyingFoxa podczas jego manewrów. Ruchy skrzydeł wymagane do optymalnej realizacji zamierzonych ścieżek są obliczane przez samego sztucznego lisa latającego za pomocą jego pokładowej elektroniki i złożonych wzorców zachowań.

Latający lis otrzymuje niezbędne do tego algorytmy sterowania z komputera głównego, gdzie są one automatycznie uczone i stale ulepszane W ten sposób BionicFlyingFox jest w stanie zoptymalizować swoje zachowanie podczas lotu i tym samym podążać precyzyjnie za określonymi kursami przy każdym przelocie. Sterowanie odbywa się poprzez ruchy nóg i tym samym regulowaną powierzchnię skrzydeł.