В рамках Bionic Learning Network, ми вже понад 15 років займаємося польотами. Відтоді ми досліджували численні літаючі об’єкти та їхні природні принципи та розробили їх технологічні аналоги, навчаючись на біологічних моделях. Основною проблемою була автономна поведінка рою. Завдяки BionicBee наша команда вперше розробила літаючий об’єкт, який може літати у великих кількостях і повністю автономно в групі.
Sa oko 34 grama, dužinom od 22 centimetara i rasponom krila od 24 centimetra, BionicBee je najmanji leteći objekat mreže za bioničko učenje. Programeri su po prvi put koristili metodologiju generativnog dizajna: Nakon unosa nekoliko parametara, softver zasnovan na definisanim principima dizajna pronalazi optimalnu strukturu kako bi se koristilo što manje materijala koji je potreban za što stabilniju konstrukciju. Ova konsekventno lagana konstrukcija je neophodna za dobre sposobnosti manevrisanja i trajanje leta.
U telu pčele se nalazi kompaktna konstrukcija mehanizma za mahanje krilima, tehnologija za komunikaciju, kao i upravljačke komponente za zamah krila i prilagođavanje geometrije krila. Na veoma malom prostoru su smešteni motor bez četkica, tri servo motora, baterija, prenosnik, kao i razne elektronske ploče. Zahvaljujući pametnoj interakciji motora i mehanike moguće je, na primer, precizno podesiti frekvenciju zamaha krila za različite manevre.
Veštačka pčela leti frekvencijom zamaha od 15 do 20 Hz. Pri tome krila zamahuju napred-nazad pod uglom od 180 stepeni. Motor bez četkica bez zazora pogoni zamah krila pomoću precizno vođene, ultra lagane mehaničke konstrukcije. Što je broj obrtaja veći, to je veća i frekvencija zamaha i uzgona. Tri servo motora na korenu krila ciljano menjaju geometriju krila, i na taj način povećavaju efikasnost u određenim pozicijama krila i dovode do ciljane promene generisanog uzgona.
Ukoliko pčela treba da leti napred, geometrija se podešava tako da uzgon u zadnjoj poziciji položaja krila bude veći nego u prednjoj poziciji. Usled toga se telo naginje napred (Nick) i pčela leti prema napred. Ukoliko je geometrija podešena tako da desno krilo stvara veći uzgon od levog krila, pčela se obrće (Roll) oko uzdužne ose prema levo i odleće u stranu. Još jedna mogućnost je podešavanje na takav način, da jedno krilo generiše više uzgona napred, a drugo krilo više uzgona nazad. Usled toga se pčela okreće (Gear) oko vertikalne ose.
Samostalno ponašanje deset pčela se postiže pomoću sistema za lokalizaciju u zatvorenom prostoru sa ultraširokopojasnom tehnologijom (UWB). U tu svrhu su postavljena osam UWB sidra u dva nivoa. Time je omogućeno precizno merenje vremena rada i pčele se mogu lokalizovati u prostoru. UWB sidra šalju signale pojedinačnim pčelama koje samostalno mere odstojanje do odgovarajućih predajnih elemenata i na osnovu vremenskog žiga mogu izračunati svoju poziciju u prostoru.
Da bi letele u roju, pčele prate putanje koje određuje centralni računar. Za bezbedan let bez sudara u uskoj formaciji potrebna je visoka prostorna i vremenska preciznost. Prilikom planiranja putanje, takođe je potrebno uzeti u obzir moguću međusobnu interakciju usled vazdušnih turbulencija („down-wash“).
Pošto je svaka pčela napravljena ručno i čak i najmanje proizvodne razlike mogu uticati na ponašanje u letu, pčele takođe imaju funkciju automatske kalibracije: Nakon kratkog probnog leta, svaka pčela određuje svoje individualno optimizovane parametre regulatora. Na ovaj način, inteligentni algoritam može da razradi hardverske razlike između pojedinačnih pčela, omogućavajući da se celokupnim rojem upravlja eksterno kao da su sve pčele identične.
Kod BionicBee pčele do izražaja dolaze brojna saznanja do kojih su naši programeri došli u prethodnim projektima. Ona na taj način postaje deo niza bioničkih letećih objekata koji su nastali u okviru naše mreže za bioničko učenje. Već više od 15 godina razvijamo istraživačke platforme čiji su osnovni tehnički principi utemeljeni na prirodi. Mali uvid možete dobiti na narednim stranicama.