BionicFlyingFox

Ultra laki leteći objekat sa pametnom kinematikom

Da bi izradili BionicFlyingFox, naši programeri iz mreže Bionic Learning Network su detaljno proučili leteću lisicu i tehnički implementirali njeno posebno ponašanje u letu. Zahvaljujući interakciji integrisane elektronike sa spoljašnjim sistemom za praćenje kretanja, ultra laki leteći objekat se može kretati poluautonomno u definisanom vazdušnom prostoru.

Leteća lisica (engleski: flying fox) pripada redu slepih miševa – jedinih sisara koji mogu aktivno da lete. Posebna karakteristika je njegova fina i elastična vazdušna membrana koja se proteže od izduženih metakarpalnih kostiju i kostiju prstiju sve do gležnjeva. Prilikom letenja, životinje prstima kontrolišu zakrivljenost letne membrane i mogu se aerodinamično i okretno kretati kroz vazduh. To im omogućava postizanje maksimalnog uzgona, čak i tokom sporih manevara leta.

Agilna kinematika prema prirodnom modelu

Sa rasponom krila od 228 cm i dužinom tela od 87 cm, veštačka leteća lisica teži samo 580 grama. Kao kod pravih velikih slepih miševa, i njegova kinematika krila je podeljena na primarnu i sekundarnu i prekrivena je elastičnom kožom koja se proteže od krila do stopala. Stoga je njegova površina krila relativno velika i omogućava manje opterećenje krila. Kao i kod biološkog modela, svi zglobovi su na jednom nivou, tako da BionicFlyingFox može pojedinačno da upravlja svojim krilima i sklapa ih.

Posebno razvijena letna membrana

Letna membrana modela izuzetno je tanka, ultra laka, a istovremeno robusna. Sastoji se od dve hermetičke folije i elastanske pletene tkanine koje su međusobno zavarene na oko 45.000 tačaka. Zahvaljujući elastičnosti gotovo da se i ne gužva čak i kada su krila uvučena. Saćasta struktura pletene tkanine sprečava dalje širenje sitnih pukotina na letnoj membrani. To znači da BionicFlyingFox može nastaviti da leti čak i ako je tkanina malo oštećena.

Poluautonomno letenje u definisanom području

Da bi BionicFlyingFox mogao da se kreće poluautonomno u definisanom vazdušnom prostoru, komunicira sa takozvanim sistemom za praćenje kretanja. Instalacija trajno beleži svoj položaj. Istovremeno sistem planira putanje leta i daje potrebne kontrolne naredbe. Poletanje i sletanje ljudi izvode ručno. Autopilot preuzima kontrolu za vreme leta.

Sistem pokretnih kamera za preciznu lokalizaciju

Važan deo sistema za praćenje pokreta su dve infracrvene kamere koje se nalaze na pan-tilt postolju. To im omogućava okretanje i naginjanje da bi sa tla mogli pratiti ceo let slepog miša BionicFlyingFox. Kamere prepoznaju leteću lisicu pomoću četiri aktivna infracrvena markera koja su pričvršćena na noge i vrhove krila.

Mašinsko učenje idealne putanje leta

Slike sa kamera šalju se na centralni glavni računar. Procenjuje podatke i koordiniše let spolja poput kontrolora vazdušnog saobraćaja. U tu svrhu na računaru postoje unapred programirane putanje koje BionicFlyingFox-u zadaju putanju leta tokom njegovih manevara. Veštačka leteća lisica koristi svoju ugrađenu elektroniku i složene obrasce ponašanja za izračunavanje pokreta krila potrebnih za optimalno sprovođenje ciljnih putanja.

Leteća lisica prima potrebne nadzorne algoritme od glavnog računara, gde se mehanički programiraju i kontinuirano usavršavaju. To omogućava slepom mišu BionicFlyingFox da optimizuje svoje ponašanje tokom letova i na taj način svaki put sve preciznije leti određenim putanjama. Upravljanje se odvija pomeranjem nogu i površine krila koja se na taj način može menjati.