มองธรรมชาติจากบนปีก

ประการแรก ผู้เชี่ยวชาญด้านไบโอนิคของเราดูที่ครีบของกระเบนราหู แม้ว่ามันจะอาศัยอยู่ในน้ำ ครีบอกขนาดใหญ่ของมันจะกระพือขึ้นลงเหมือนปีกเมื่อมันแหวกว่าย เราโอนหลักการนี้ไปที่ Air_ray ในปี 2007 รูปร่างที่ปรับให้เหมาะกับการไหลของรังสี ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์ การบิดของปีกแบบแอ็คทีฟช่วยให้มั่นใจได้ถึงการพัฒนากำลังเต็มที่ เซอร์โวมอเตอร์ดึงปีกทั้งสองข้างในทิศทางตามยาวสลับกัน ทำให้ปีกสามารถกระพือขึ้นและลงในลักษณะที่เป็นเป้าหมาย ด้วยไดรฟ์เซอร์โวเพิ่มเติม ปีกกระพือปีกสามารถหมุนในแกนตามขวางได้ ซึ่งหมายความว่า Air_ray สามารถเคลื่อนไปข้างหลังได้เช่นกัน เนื่องจากโครงสร้างน้ำหนักเบา การลอยตัวของฮีเลียมและการขับของปีกกระพือปีกด้วย Fin Ray Effect® จึงเคลื่อนที่ในอากาศได้เหมือนกับคู่ตามธรรมชาติในทะเล

แนวคิดที่คล้ายกันนี้ก็มีอยู่ใน AirPenguins จากปี 2009 ด้วย เทคนิคการบินของพวกเขานั้นใกล้เคียงกับเทคนิคการว่ายน้ำของต้นแบบทางชีวภาพ ปีกที่บิดเบี้ยวอย่างเฉยเมยช่วยให้สามารถผลักไปข้างหน้าและถอยหลังได้

AirPenguins สามารถบินได้เองโดยแบ่งเป็นกลุ่มละ 3 คน และลอยอยู่ในน่านฟ้าที่กำหนดซึ่งบันทึกโดยเครื่องส่งอัลตราโซนิก ภายในพื้นที่นี้ เพนกวินสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ

ไมโครคอนโทรลเลอร์เปิดโอกาสให้พวกเขาสำรวจพื้นที่นี้ด้วยตนเองหรือตามกฎที่ตกลงกันไว้

จากน้ำสู่อากาศ

จากสิ่งนี้ เราได้ถอดรหัสการบินของนกในปี 2011 และนำเสนอ SmartBird ด้วยแรงบันดาลใจจากนกนางนวลแฮร์ริ่ง เทคโนโลยีไบโอนิคจึงสามารถขึ้นบิน บิน และลงจอดได้โดยไม่ต้องใช้แรงขับเพิ่มเติม

ปีกของมันไม่เพียงแต่กระพือขึ้นและลง แต่ยังบิดในลักษณะที่เป็นเป้าหมาย สิ่งนี้ทำได้โดยตัวขับแรงบิดแบบแอคทีฟซึ่งเมื่อใช้ร่วมกับระบบควบคุมที่ซับซ้อน จะทำให้บรรลุระดับประสิทธิภาพที่ไม่เคยทำได้มาก่อนในการปฏิบัติการบิน การวินิจฉัยอย่างถาวรช่วยให้เที่ยวบินปลอดภัย: ในขณะที่ SmartBird บิน ข้อมูลเช่น ตำแหน่งปีกและการบิดของปีกหรือสถานะการชาร์จแบตเตอรี่จะถูกบันทึกและตรวจสอบอย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์

ทักษะการบินของแมลงปอ

แมลงปอชนิดบินที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นสามารถสังเกตได้ ทักษะการบินของมันมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว สามารถบังคับทิศทางในทุกทิศทาง อยู่ในอากาศ และแล่นเรือได้โดยไม่ต้องกระพือปีก ด้วยความสามารถในการขยับปีกทั้งสองคู่อย่างอิสระ มันสามารถเบรกและเลี้ยวอย่างกะทันหัน เร่งความเร็วอย่างรวดเร็ว และแม้กระทั่งบินถอยหลัง

ด้วย BionicOpter ทีมไบโอนิคของเราได้นำคุณสมบัติที่มีความซับซ้อนสูงเหล่านี้มาใช้ในทางเทคนิคในวัตถุที่บินได้เบาเป็นพิเศษในปี 2013 นับเป็นครั้งแรกที่โมเดลสามารถรองรับโหมดการบินได้มากกว่าเฮลิคอปเตอร์ เครื่องบินขับเคลื่อน และเครื่องร่อนรวมกัน โดยการควบคุมความถี่การกระพือและการบิดของปีกแต่ละข้าง สามารถปรับทั้งสี่แบบแยกกันในทิศทางของแรงขับและแรงขับ ด้วยวิธีนี้ แมลงปอที่ควบคุมจากระยะไกลสามารถบินไปในทิศทางใดก็ได้ในอวกาศ

บินเป็นกลุ่ม

Festo ปรับปรุงโครงสร้างน้ำหนักเบา และการย่อขนาดให้สมบูรณ์แบบในปี 2015 ด้วย eMotionButterflies : ผีเสื้อไบโอนิคแต่ละตัวมีน้ำหนักเพียง 32 กรัม eMotionButterflies จึงมีการผสมผสานอย่างลงตัว เพื่อให้เข้าใกล้การบินตามธรรมชาติมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออนบอร์ด มันสามารถควบคุมปีกได้อย่างแม่นยำและเป็นรายบุคคล ดังนั้น จึงใช้การเคลื่อนไหวที่รวดเร็ว

กล้องสิบตัวที่ติดตั้งในห้องบันทึกผีเสื้อโดยใช้เครื่องหมายอินฟราเรด กล้องจะส่งข้อมูลตำแหน่งไปยังคอมพิวเตอร์ควบคุมส่วนกลาง ซึ่งประสานงานกับผีเสื้อจากภายนอก

บินกึ่งอิสระในพื้นที่ที่กำหนด

ผู้เชี่ยวชาญด้านไบโอนิคได้พัฒนาเครือข่ายอัจฉริยะนี้ต่อไป และกำลังนำเสนอ BionicFlyingFox ที่งาน Hannover Messe 2018 ซึ่งบินแบบกึ่งอิสระด้วยซ้ำ สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยการผสมผสานระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออนบอร์ดและระบบกล้องภายนอก ส่งผลให้ค้างคาวเทียมบินขึ้นไปในอากาศด้วยปีกกว้าง 2.28 เมตร

ผิวหนังที่ยืดหยุ่นและกันอากาศได้ตั้งแต่ปลายนิ้วจนถึงเท้าของค้างคาวเทียม เมมเบรนที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษประกอบด้วยอีลาสเทนถักและฟอยล์เชื่อมที่จุดบางจุด ด้วยโครงสร้างรังผึ้งนี้ ทำให้ BionicFlyingFox สามารถบินได้แม้ว่าเนื้อเยื่อไบโอนิคจะได้รับบาดเจ็บเล็กน้อย

ความแตกต่างจากพฤติกรรมการบินของสัตว์ในธรรมชาติ ความท้าทายที่สำคัญสำหรับการถ่ายทอดเทคโนโลยี คือ โครงสร้างที่มีน้ำหนักเบาและการบูรณาการการทำงานอยู่เสมอ ด้วย BionicFlyingFox ซึ่งจุดประกบทั้งหมดของจลนศาสตร์ที่มีความเครียดสูงอยู่ในระนาบเดียว เพื่อให้สามารถพับปีกทั้งหมดเข้าด้วยกันโดยใช้หลักการกรรไกร ตอนนี้ Festo ได้ถอดรหัสการบินทุกประเภทในโลกของสัตว์แล้ว แต่ธรรมชาติเสนอโซลูชันพิเศษอื่นๆ อีกมากมายที่สร้างแรงบันดาลใจให้กับทีมไบโอนิคส์ สำหรับโซลูชันทางเทคนิคใหม่ๆ ในอนาคต