BionicFlyingFox

Ultraľahký lietajúci objekt s inteligentným pohybom

Pri vývoji BionicFlyingFox preskúmali naši vývojári z Bionic Learning Network netopiera a technicky napodobnili jeho špeciálne letové správanie. Využitím integrovanej palubnej elektroniky s externým systémom Motion-Tracking-System sa ultraľahký lietajúci objekt môže pohybovať čiastočne autonómne vo vymedzenom vzdušnom priestore.

Netopiere sú jediné cicavce, ktoré dokážu aktívne lietať. Ich špeciálnou vlastnosťou je jemná a pružná lietacia blana, ktorá siaha od podlhovastých záprstných kostí a článkov prstov po členky. Pri lietaní tieto živočíchy svojimi prstami cielene ovládajú zakrivenie lietacej blany, a tak sa dokážu aerodynamicky a obratne pohybovať vo vzduchu. Dosahujú maximálny vztlak aj pri pomalých letových manévroch.

Svižný pohyb založený na prírodnom modeli

Umelý netopier má rozpätie krídel 228 cm, dĺžku tela 87 cm a váži iba 580 gramov. Pohyb krídel sa tak ako pri prírodnom netopierovi uskutočňuje pohybmi ramien a rúk. Netopier je vybavený elastickou kožou, ktorá sa rozprestiera od krídel k nohám. Vďaka tomu je plocha jeho krídla pomerne veľká a krídla nie sú veľmi zaťažené. Rovnako ako v prípade biologického vzoru sú všetky kĺby na jednej úrovni, takže BionicFlyingFox dokáže individuálne ovládať a skladať krídla.

Špeciálne vyvinutá lietacia blana

Lietacia pokožka modelu je mimoriadne tenká a ľahká, no zároveň odolná. Skladá sa z dvoch vzduchotesných fólií a elastanovej pleteniny, ktoré sú navzájom zvarené v asi 45 000 bodoch. Je veľmi pružná, takže aj keď sú krídla stiahnuté, netvoria sa na nej takmer žiadne vrásky. Štruktúra pleteniny bráni zväčšovaniu malých trhlín v lietacej pokožke. A tak môže BionicFlyingFox lietať aj s drobnými poškodeniami tkaniva.

BionicFlyingFox: palubná elektronika v trupe v kombinácii s mechanikou v krídlach

Prepracovaná konštrukcia: palubná elektronika v trupe v kombinácii s mechanikou v krídlach

Poloautonómne lietanie vo vymedzenej oblasti

BionicFlyingFox sa pohybuje poloautonómne vo vymedzenom vzdušnom priestore vďaka tomu, že komunikuje so systémom Motion-Tracking-System, ktorý nepretržite zaznamenáva jeho polohu. Systém plánuje dráhy letu a poskytuje potrebné riadiace príkazy. Vzlet a pristátie riadia ľudia manuálne. Za letu sa využíva autopilot.

Pohyblivý kamerový systém na presnú lokalizáciu

Dôležitou súčasťou systému Motion-Tracking-System sú dve infračervené kamery na pan-tilt jednotke. Táto jednotka umožňuje otáčanie a nakláňanie tak, aby sa dal celý let BionicFlyingFox sledovať zo zeme. Kamery rozpoznávajú umelého netopiera pomocou štyroch aktívnych infračervených značiek, ktoré sú pripevnené k jeho nohám a špičkám krídel.

Strojové učenie ideálnej dráhy letu

Snímky z kamier sa odosielajú do centrálneho počítača. Vyhodnocuje údaje a koordinuje let zvonku tak ako dispečer letovej prevádzky. V počítači sú preto naprogramované dráhy, ktoré systému BionicFlyingFox určujú počas lietania dráhu. Umelý netopier pomocou palubnej elektroniky a zložitých vzorcov správania samostatne vypočítava potrebné pohyby krídel na optimálne zvládnutie požadovaných dráh.

Netopier dostane potrebné regulačné algoritmy z hlavného počítača, mechanicky sa ich učí a neustále sa zdokonaľuje. BionicFlyingFox vďaka tomu dokáže optimalizovať svoje správanie počas letu a čoraz presnejšie lietať po zadaných dráhach. Na riadenie sa využíva pohyb nôh a následná zmena plochy krídla.