San o letenju jedan je od najstarijih ljudskih snova. Oduvek nas je fascinirao životinjski svet koji nam na razne načine pokazuje kako funkcioniše. I u mreži Bionic Learning Network letenje je tema kojoj se uvek vraćamo. Festo godinama u saradnji sa univerzitetima, institutima i razvojnim kompanijama razvija istraživačke platforme čiji su osnovni tehnički principi utemeljeni na prirodi.
Naši su stručnjaci za bioniku najpre pogledali peraje mante. Iako živi u vodi, njene velike prsne peraje tokom plivanja kreću se gore-dole, poput krila. Taj smo princip 2007. primenili na Air_ray. Aerodinamični oblik raže povećava aerodinamičku efikasnost, a aktivna torzija krila osigurava puni opseg snage. Servo motor naizmenično uzdužno povlači dva boka i tako ciljano pomera krilo gore-dole. Dodatni servo pogon omogućava okretanje krila po poprečnoj osi, zahvaljujući čemu se Air_ray može kretati i unazad. Zahvaljujući svojoj laganoj konstrukciji, uzgonu pomoću helijuma i pogonu zamahom krila sa efektom Fin Ray Effect®, kreće se kroz vazduh baš kao i njegov prirodni model kroz vodu.
Sličan koncept krije se i u pingvinima AirPenguins iz 2009. godine. Njihova tehnologija letenja veoma je bliska tehnici plivanja njihovih bioloških modela. Krila koja se pasivno zakreću omogućavaju potisak i napred i nazad.
Pingvini AirPenguins mogu autonomno leteti u grupama po troje i lebdeti u definisanom vazdušnom prostoru koji registruju stanice odašiljača ultrazvuka. Pingvini se unutar tog prostora mogu slobodno kretati.
Mikrokontroler im daje mogućnost da istražuju ovaj prostor autonomno ili prema dogovorenim pravilima.
Nadovezujući se na to, dešifrovali smo let ptica 2011. i predstavili SmartBird . Ovaj nosilac tehnologije inspirisan srebrnastim galebom može sam poleteti, leteti i sleteti – bez dodatnog pogona.
Krila mašu gore-dole, ali se i ciljano zakreću. To se postiže aktivnim zglobnim torzionim pogonom, koji u kombinaciji sa složenim sistemom upravljanja postiže dosad nedostignuti nivo efikasnosti u letu. Kontinuirana dijagnostika garantuju siguran let. Dok SmartBird leti, podaci kao što su položaj krila, torzija krila ili stanje baterije beleže se i proveravaju pomoću softvera u realnom vremenu.
Kod vilin konjica se može primetiti još složeniji tip leta. Njegove letačke veštine jedinstvene su: može manevrisati u svim smerovima, leteti na mestu i jedriti bez mahanja krilima. Zahvaljujući svojoj sposobnosti pomeranja oba para krila nezavisno jedno od drugog, može naglo kočiti i okretati se, brzo ubrzavati, pa čak i leteti unazad.
Sa BionicOpter, naš bionički tim je tehnički implementirao ova veoma složena svojstva u ultra laki leteći objekat 2013. godine. Prvi put model može savladati više vrsta leta nego helikopteri, motorni avioni i jedrilice zajedno. Kontrolom frekvencije mahanja i rotacije svakog pojedinog krila, sva četiri krila mogu se individualno podešavati u smislu smera i jačine potiska. Na taj način vilin konjic na daljinsko upravljanje može zauzeti gotovo bilo koji položaj u prostoriji.
Festo je 2015. usavršio laganu konstrukciju i minijaturizaciju sa eMotionButterflies : Svaki bionički leptir teži samo 32 grama. Kako bi se što više približili letu svog prirodnog modela, u leptire eMotionButterflies integrisana je elektronika. Zahvaljujući njoj moguće je precizno upravljati pojedinačnim krilima stvarajući brze pokrete.
Deset kamera postavljenih u prostoriji snima leptire koristeći infracrvene markere. Kamere prosleđuju podatke o položaju centralnom glavnom računaru koji eksterno koordiniše leptire.
BionicFlyingFox: tokom leta glavni računar upoređuje ciljane putanje veštačkog velikog šišmiša sa stvarnim. Pomoću mašinskog učenja, sve ih efikasnije prilagođava.
Bioničari su dodatno razvili ovaj inteligentni mrežni sistem i prezentovali BionicFlyingFox , koji čak i leti delimično autonomno, na sajmu u Hannoveru 2018. To je moguće zahvaljujući kombinaciji elektronike na vozilu i sistema spoljašnje kamere. Kao rezultat toga, veštački veliki šišmiš vazduhom leti sa rasponom krila od 2,28 metara.
Od vrhova prstiju do stopala veštačkom šišmiša proteže se elastična nepropusna membrana. Posebno razvijena membrana sastoji se od elastične tkanine i folija zavarenih na odabranim mestima. Zahvaljujući takvoj strukturi saća, BionicFlyingFox može leteti čak i ako je tkanina malo oštećena.
Ma koliko se ponašanje životinja tokom leta u prirodnom svetu razlikuje, prilikom njegovog prenošenja u tehnologiju, glavni izazovi su uvek lagani dizajn i funkcionalna integracija. Uz BionicFlyingFox, na kojem se zglobovi teško opterećenog kinematičkog sistema nalaze u jednoj ravni tako da se krila mogu sklopiti poput makaza, Festo je sada dešifrovao sve vrste letenja iz životinjskog sveta. Ali priroda nudi mnoga druga jedinstvena rešenja koja će inspirisati bionički tim da u budućnosti pronađe nova tehnička rešenja.