Мрія про політ є однією з найдавніших, відомих людству. У цьому відношенні ми завжди захоплювалися тваринним світом; це світ, який показує, як це відбувається різними способами. Польоти також є постійною темою у біонічній самонавчальній мережі. Протягом багатьох років Festo у співпраці з університетами, інститутами та компаніями-розробниками розробляє дослідницькі платформи, основні технічні принципи, які базуються на природі.
Перш за все, наші експерти з біоніки уважно вивчили плавники скатів мант. Хоча ця істота живе у воді, її великі грудні плавці махають вгору і вниз, як крила, коли вона плаває. У 2007 році ми перенесли цей принцип на модель Air_ray. Оптимізована для потоку конструкція штучного променя підвищує аеродинамічну ефективність, у той час як активне крутіння крил забезпечує використання їх повної потужності. Серводвигун поперемінно переміщається з обох боків у поздовжньому напрямку і таким чином рухає крила вгору та вниз. За допомогою додаткового сервоприводу крило може обертатися по поперечній осі, що означає, що Air_ray також можна маневрувати назад. Завдяки своїй легкій конструкції, підйому, що забезпечується гелієм та приводу махового крила з Fin Ray Effect® він рухається в повітрі, як його природний аналог у воді.
Подібну концепцію можна зустріти і в моделі AirPenguins 2009 року. Їхня технологія польоту дуже близька до техніки плавання їхніх біологічних моделей. Пасивно поворотні крила дозволяють створювати як пряму, так і зворотну тягу.
AirPenguins можуть автономно літати групами утрьох і ширяти в певному повітряному просторі, який визначається ультразвуковими станціями передачі. Пінгвіни можуть вільно переміщатися в цьому просторі.
Мікроконтролер дає їм можливість досліджувати цей простір автономно або відповідно до певних правил.
Виходячи з цього, у 2011 році ми розкрили секрет польоту птахів та представили модель SmartBird. Натхненна сріблястою чайкою, біонічна технологічна платформа може самостійно взлітати, літати та приземлятися - без додаткового приводу.
ЇЇ крила не тільки махають вгору і вниз, а й крутяться певним чином. Це робиться за допомогою активного шарнірно-торсіонного приводу, який у поєднанні зі складною системою керування досягає раніше недосягнутого рівня ефективності в польоті. Постійна діагностика забезпечує безпечний політ: під час польоту SmartBird такі дані, як положення крила, кручення крила або стан заряду акумулятора, записуються та перевіряються програмним забезпеченням у режимі реального часу.
Ще більш складний вид польоту можна спостерігати у бабки. Її льотні навички унікальні: вона може маневрувати в усіх просторових напрямках, залишатися в повітрі і ширяти, зовсім не махаючи крилами. Завдяки здатності рухати обидві пари крил незалежно один від одного, вона може гальмувати і різко повертатися, швидко прискорюватися і навіть летіти назад.
За допомогою BionicOpter наша команда з біоніки технічно реалізувала ці надзвичайно складні властивості в надлегкому літаючому об’єкті в 2013 році. Вперше модель може впоратися з більшою кількістю режимів польоту, ніж вертоліт, моторний літак та планер разом узяті. Контролюючи частоту махання та обертання кожного крила, усі чотири крила можуть індивідуально регулюватися з точки зору напрямку та сили тяги. Таким чином, дистанційно керована бабка може приймати практично будь-яке положення в будь-якому просторі.
У 2015 році компанія Festo удосконалила легку конструкцію та мініатюризацію за допомогою eMotionButterflies : кожен з біонічних метеликів важить всього 32 г. Щоб максимально наблизитися до польоту своєї природної моделі, eMotionButterflies оснащені високоінтегрованою бортовою електронікою. Вона може точно та індивідуально керувати крилами і таким чином здійснювати швидкі рухи.
Десять камер, встановлених у просторі, виявляють метеликів за допомогою інфрачервоних маркерів. Камери передають дані про місцезнаходження на центральний головний комп’ютер, який координує метеликів ззовні.
Експерти з біоніки й далі розробляють цю інтелектуальну мережеву систему і продемонструють BionicFlyingFox , який навіть літає напівавтономно, на Ганноверському ярмароку 2018. Ця функція можлива завдяки поєднанню бортової електроніки та зовнішньої системи камер. Це дозволяє штучному кажану з розмахом крил 2,28 метра літати в повітрі.
Еластична, герметична мембрана тягнеться від кінчиків пальців до ніг штучного кажана. Спеціально розроблена мембрана складається з трикотажної еластанової тканини та плівки, зварених у певних точках. Завдяки такій стільниковій структурі BionicFlyingFox може літати, навіть якщо біонічна тканина має незначні пошкодження.
Незважаючи на різну поведінку літаючих істот у природі, основними проблемами для передачі її на технологію завжди є легка конструкція та функціональна інтеграція. Завдяки моделі BionicFlyingFox, в якій всі точки артикуляції її високонапруженої кінематики знаходяться в одній площині, що дозволяє скласти все крило за принципом ножиць, Festo тепер розшифрує усі типи польотів, які зустрічаються в тваринному світі. Але природа пропонує багато інших унікальних рішень, які надихають команду біоніки на пошук нових технічних рішень у майбутньому.