BionicFlyingFox

Vật thể bay siêu nhẹ với chuyển động học thông minh

Đối với BionicFlyingFox, các nhà phát triển của chúng tôi từ Bionic Learning Network đã xem xét kỹ lưỡng loài cáo bay và triển khai kỹ thuật hành vi bay đặc biệt của nó. Thông qua sự tương tác của thiết bị điện tử tích hợp trên mạch với hệ thống theo dõi chuyển động bên ngoài, vật thể bay siêu nhẹ có thể di chuyển bán tự động trong một vùng trời xác định.

Cáo bay (tiếng Anh: flying fox) là một loài dơi, động vật có vú duy nhất có thể chủ động bay. Điểm đặc biệt là lớp da cánh đàn hồi và mịn của nó, kéo dài từ xương bàn tay và xương ngón tay kéo dài đến mắt cá chân. Khi bay, các động vật điều khiển độ cong của màng bay bằng ngón tay và do vậy có thể di chuyển khí động học và linh hoạt trong không khí. Do đó, chúng đạt được lực nâng tối đa, ngay cả khi bay chậm.

Chuyển động học nhanh nhẹn dựa trên hình mẫu tự nhiên

Với sải cánh 228 cm và chiều dài cơ thể 87 cm, cáo bay nhân tạo chỉ nặng 580 gram. Giống như cáo bay tự nhiên, động học cánh của chúng cũng được chia thành cánh tay và bàn tay và được bao phủ bởi một lớp da đàn hồi kéo dài từ cánh đến chân. Do đó, diện tích cánh của nó tương đối lớn và cho phép tải trọng cánh thấp. Giống như với hình mẫu sinh học, tất cả các điểm khớp đều nằm trên một mặt phẳng, nên BionicFlyingFox có thể điều khiển và gấp riêng các cánh của nó.

Màng bay được phát triển đặc biệt

Lớp da bay của mô hình mỏng, siêu nhẹ và đều chắc chắn. Nó bao gồm hai lá kín khí và một sợi đan đàn hồi được hàn với nhau ở khoảng 45.000 điểm. Do tính đàn hồi của nó, nó hầu như không bị nhăn ngay cả khi cánh được thu lại. Cấu trúc tổ ong của vải dệt kim ngăn các vết rách nhỏ trong màng bay không bị giãn ra. Điều này cho phép BionicFlyingFox tiếp tục bay ngay cả khi mô bị hư hỏng nhẹ.

Bay bán tự trị trong một không gian xác định

Để BionicFlyingFox có thể di chuyển bán tự động trong một vùng trời xác định, nó giao tiếp với một hệ thống theo dõi chuyển động. Việc cài đặt sẽ ghi lại vĩnh viễn vị trí của nó. Đồng thời, hệ thống hoạch định các quỹ đạo bay và đưa ra các lệnh điều khiển cần thiết. Con người thực hiện việc cất cánh và hạ cánh thủ công. Trong chuyến bay, một hệ thống lái tự động sẽ hoạt động.

Hệ thống camera có thể di chuyển để định vị chính xác

Hai camera hồng ngoại gắn trên một bộ phận quay nghiêng (tiếng Anh: pan-tilt unit) là một phần quan trọng của hệ thống theo dõi chuyển động. Bộ phận này cho phép chúng được xoay và nghiêng sao cho chúng có thể theo dõi toàn bộ chuyến bay của BionicFlyingFox từ mặt đất. Các camera nhận dạng cáo bay bằng cách sử dụng bốn điểm đánh dấu hồng ngoại hoạt động gắn vào chân và đầu cánh.

Học tự động về quỹ đạo bay lý tưởng

Hình ảnh từ máy ảnh được chuyển đến một máy tính chủ trung tâm. Máy tính đánh giá dữ liệu và điều phối chuyến bay giống như một nhân viên kiểm soát không lưu bên ngoài. Vì mục đích này, có các đường dẫn được lập trình sẵn trên máy tính, chỉ định quỹ đạo của BionicFlyingFox trong quá trình điều khiển của nó. Cáo bay nhân tạo tính toán các chuyển động cánh cần thiết để thực hiện các đường đi mục tiêu một cách tối ưu nhờ sử dụng các thiết bị điện tử trên bo mạch và các mẫu hành vi phức tạp của nó.

Cáo bay nhận được các thuật toán điều khiển cần thiết từ máy tính chủ, nơi chúng tự động được học và liên tục cải tiến. Nhờ đó, BionicFlyingFox có thể tối ưu hóa hành vi của nó trong suốt các chuyến bay và sẽ đi theo các đường dẫn được chỉ định chính xác hơn từ vòng này sang vòng khác. Việc điều khiển diễn ra thông qua chuyển động của chân và bề mặt cánh có thể thay đổi được với nó.