Biyonik Öğrenme Ağımızın bir parçası olarak, 15 yılı aşkın bir süredir uçmanın büyüsünü keşfediyoruz. O zamandan bu yana, biyolojik modellerden öğrenerek çok sayıda uçan nesneyi ve bunların doğal prensiplerini araştırdık ve teknolojik olarak uyguladık. En büyük zorluklardan biri otonom sürü davranışıydı. BionicBee ile ekibimiz ilk kez çok sayıda ve tamamen otonom bir şekilde sürü halinde uçabilen bir uçan nesne geliştirdi.
Yaklaşık 34 gram ağırlığında, 22 santimetre uzunluğunda ve 24 santimetre kanat açıklığında olan BionicBee, Bionic Learning Network'ün bugüne kadarki en küçük uçan nesnesi. Geliştiriciler ilk kez üretken tasarım metodolojisini kullandılar: birkaç parametre girildikten sonra yazılım, mümkün olan en sağlam yapıyla gerektiği kadar az malzeme kullanmak için tanımlanmış tasarım ilkelerine dayalı olarak en uygun yapıyı bulur. Bu tutarlı hafif yapı, iyi manevra kabiliyeti ve uçuş süresi için temeldir.
Kanat çırpma mekanizması için kompakt yapı, iletişim teknolojisi ve kanat çırpma ve kanat geometrisinin adaptasyonu için kontrol bileşenleri arı gövdesinde yer almaktadır. Fırçasız bir motor, üç servo motor, batarya, dişli kutusu ve çeşitli devre kartları çok küçük bir alana monte edilmiştir. Motorlar ve mekaniğin akıllı etkileşimi, örneğin kanat çırpma frekansının çeşitli manevralar için hassas bir şekilde ayarlanmasını sağlar.
Yapay arı 15 ila 20 kalp vuruş frekansıyla uçar. Bu süreçte kanatlar 180 derecelik bir açıyla ileri geri çırpılır. Fırçasız motor, kanat vuruşunu hassas bir şekilde yönlendirilmiş, ultra hafif, mekanik bir yapı aracılığıyla boşluksuz olarak çalıştırır. Hız ne kadar yüksek olursa, strok frekansı ve kaldırma kuvveti de o kadar yüksek olur. Kanat kökündeki üç servo motor, kanadın geometrisini hedeflenen bir şekilde değiştirir, böylece belirli kanat konumlarındaki etkinliği artırır ve üretilen kaldırma kuvvetinde hedeflenen bir değişikliğe yol açar.
Arı öne doğru uçacaksa, geometri kanat pozisyonunun arka pozisyonundaki kaldırma kuvveti ileri pozisyondakinden daha fazla olacak şekilde ayarlanır. Bu, vücudun öne doğru eğilmesine (pitch) ve arının ileri uçuşa geçmesine neden olur. Geometri, sağ kanadın sol kanattan daha fazla kaldırma kuvveti üreteceği şekilde ayarlanırsa, arı uzunlamasına eksen etrafında sola doğru yuvarlanır (yuvarlanır) ve yana doğru uçar. Bir başka olasılık da, bir kanadın önde daha fazla kaldırma kuvveti oluşturacağı ve ikinci kanadın arkada daha fazla kaldırma kuvveti oluşturacağı şekilde ayarlamaktır. Bu, arının dikey eksen etrafında dönmesine (dişli) neden olur.
On arının otonom davranışı, ultra geniş bant teknolojisine (UWB) sahip bir iç mekan lokalizasyon sistemi yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, odadaki iki seviyeye sekiz adet UWB çapaları yerleştirilmiştir. Bu, doğru bir çalışma süresi ölçümü sağlar ve arılar kendilerini oda içinde konumlandırabilir. UWB çapaları, ilgili verici elemanlara olan mesafeleri bağımsız olarak ölçen ve zaman damgalarını kullanarak uzaydaki kendi konumlarını hesaplayabilen bireysel arılara sinyaller gönderir.
Sürü halinde uçmak için arılar merkezi bir bilgisayar tarafından belirlenen yolları takip eder. Yakın düzende güvenli ve çarpışmasız uçuş için yüksek düzeyde uzaysal ve zamansal doğruluk gereklidir. Yolu planlarken, hava türbülansının (“aşağı akıntı”) neden olduğu olası karşılıklı etkileşim de dikkate alınmalıdır.
Her arı elle yapıldığından ve en küçük üretim farklılıkları bile uçuş davranışını etkileyebildiğinden, arıların otomatik kalibrasyon işlevi de vardır: Kısa bir test uçuşunun ardından her arı, bireysel olarak optimize edilmiş kontrolör parametrelerini belirler. Bu sayede akıllı algoritma, bireysel arılar arasındaki donanım farklarını hesaplayabiliyor ve sürünün tamamı, sanki tüm arılar aynıymış gibi dışarıdan kontrol edilebiliyor.
BionicBee, geliştiricilerimizin önceki projelerde edindiği çok sayıda içgörüden yararlanıyor. Böylece Biyonik Öğrenme Ağımızın bir parçası olarak yaratılan bir dizi biyonik uçan nesneye katılıyor. 15 yılı aşkın bir süredir, temel teknik ilkeleri doğadan türetilen araştırma destekleri tasarlıyoruz. İlerleyen sayfalarda küçük bir fikir edinebilirsiniz.
Enstitüler, üniversiteler ve ortaklarımızla birlikte, otomasyon teknolojisi ve teknik eğitim alanındaki temel faaliyetlerimiz için yenilikçi fikirler ve çözümler geliştirmek amacıyla biyolojik ilkeleri araştırıyoruz. Biyonik Öğrenme Ağı hakkında daha fazla bilgi edinin veya blogumuzda Festo ile ilgili diğer ilginç konuları keşfedin.