Privind aripile naturii

Zbor in reteaua de invatare bionica

Visul de a zbura este unul dintre cele mai vechi ale omenirii. intotdeauna am fost fascinati de lumea animala, care ne arata in multe moduri diferite cum functioneaza. Zborul este, de asemenea, o tema recurenta in Reteaua de invatare bionica. in cooperare cu universitati, institute si companii de dezvoltare, proiectam de ani de zile vehicule de cercetare ale caror principii tehnice de baza sunt derivate din natura.

La inceput, expertii nostri in bionica s-au uitat la aripioarele de manta. Acesta traieste in apa, dar totusi, inotatoarele sale pectorale mari se agita in sus si in jos ca niste aripi atunci cand inoata. Am transferat acest principiu la Air_ray in 2007. Forma razei, optimizata in functie de curgere, creste eficienta aerodinamica, in timp ce torsiunea activa a aripilor asigura dezvoltarea completa a puterii. Un servomotor trage alternativ pe cele doua flancuri in directia longitudinala, determinand aripa sa se deschida in sus si in jos in mod directionat. Cu ajutorul unei servomotoare suplimentare, aripa care bate poate fi rotita pe axa sa transversala, permitand ca Air_ray sa fie manevrat si inapoi. Datorita constructiei sale usoare, flotabilitatii heliului si actionarea aripilor in bataie de aripa cu Fin Ray Effect®, se misca in aer la fel ca modelul sau natural din mare.

Un concept similar se regaseste in AirPenguins din 2009. Tehnica lor de zbor este foarte apropiata de tehnica de inot a modelelor lor biologice. Aripile care se rasucesc in mod pasiv permit generarea de impingere atat inainte, cat si inapoi.

AirPenguins pot zbura in mod autonom, in grupuri de trei, si pot pluti intr-un spatiu aerian definit, detectat de statiile de emisie de ultrasunete. in acest spatiu, pinguinii se pot misca liber.

Un micro-controller le ofera acestora posibilitatea de a explora acest spatiu in mod autonom sau in conformitate cu reguli convenite.

Din apa in aer

Pornind de la acest lucru, am decodificat zborul pasarilor in 2011 si am prezentat SmartBird . Inspirat de pescarusul argintiu, purtatorul de tehnologie bionica poate decola, zbura si ateriza singur - fara propulsie suplimentara.

Aripile sale nu numai ca bat in sus si in jos, dar se rasucesc intentionat. Acest lucru se realizeaza prin intermediul unei transmisii active de torsiune articulata care, impreuna cu un sistem de control complex, realizeaza o eficienta neatinsa anterior in operatiunile de zbor. Diagnoza permanenta protejeaza zborul: in timp ce SmartBird zboara, date precum pozitia si torsiunea aripilor sau starea de incarcare a bateriei sunt inregistrate continuu si verificate in timp real.

Abilitatile de zbor ale libelulei

Un tip de zbor si mai complex poate fi observat la libelula. Abilitatile sale de zbor sunt unice: poate manevra in toate directiile in spatiu, se poate opri in aer si se poate inalta in aer fara sa dea din aripi. Avand capacitatea de a-si misca cele doua perechi de aripi independent una de cealalta, poate frana si vira brusc, accelera rapid si chiar zbura inapoi.

Cu BionicOpter, echipa noastra de bionica a implementat tehnic aceste proprietati extrem de complexe intr-un obiect zburator ultrausor in 2013. Pentru prima data, un model este capabil de mai multe conditii de zbor decat elicopterele, aeronavele motorizate si planoarele la un loc. Prin controlul frecventei de bataie si a rasucirii aripilor individuale, toate cele patru aripi pot fi astfel ajustate individual in ceea ce priveste directia si puterea de impingere. Acest lucru permite libelulei controlate de la distanta sa ia aproape orice pozitie in spatiu.

Zbor colectiv

Festo a perfectionat constructia usoara si miniaturizarea in 2015 cu eMotionButterflies : fiecare dintre fluturii bionici cantareste doar 32 de grame. Pentru a se apropia cat mai mult posibil de zborul modelului lor natural, fluturii eMotionButterflies sunt dotati cu un sistem electronic de bord foarte bine integrat. Acesta poate controla aripile cu precizie si individual si astfel poate realiza miscari rapide.

Zece camere de luat vederi instalate in camera detecteaza fluturii prin intermediul markerilor lor infrarosii. Camerele de luat vederi transmit datele de pozitie catre un computer central, care coordoneaza fluturii din exterior.

Festo BionicFlyingFox

BionicFlyingFox: in timpul zborului, un calculator principal compara traiectoriile de zbor tinta ale vulpii zburatoare artificiale cu traiectoriile celor reale. Prin invatare automata, le adapteaza din ce in ce mai bine.

Zbor semiautonom intr-un spatiu definit

Expertii in bionica au dezvoltat in continuare aceasta retea inteligenta si vor prezenta la Hannover Messe 2018 BionicFlyingFox , care zboara chiar si semiautonom. Acest lucru este posibil datorita combinatiei dintre electronica de la bord si sistemul de camere externe. Ca urmare, liliacul artificial zboara in aer cu o anvergura a aripilor de 2,28 metri.

O piele elastica si etansa se intinde de la varful degetelor pana la picioarele liliacului artificial. Membrana special conceputa consta dintr-o tesatura de elastan si folii sudate prin puncte. Datorita acestei structuri in forma de fagure de miere, BionicFlyingFox poate zbura chiar si in cazul unor leziuni usoare ale tesaturii bionice.

Pe cat de diferit este comportamentul de zbor al animalelor in natura, pe atat de diferit este transferul tehnologic, principalele provocari sunt intotdeauna constructia usoara si integrarea functionala. Cu BionicFlyingFox, in care toate punctele de articulatie ale cinematicii sale se afla intr-un singur plan, astfel incat intreaga aripa poate fi pliata intr-un principiu de foarfeca, Festo a decodificat acum toate modurile in care zboara lumea animala. Dar natura ofera multe alte solutii unice, care vor inspira echipa de bionici pentru noi solutii tehnice in viitor.

Prezentare generala