Là một phần trong Bionic Learning Network, chúng tôi đã theo đuổi đam mê bay hơn 15 năm. Kể từ đó, chúng tôi đã nghiên cứu nhiều đối tượng bay khác nhau và các nguyên tắc tự nhiên của chúng, đồng thời triển khai về mặt công nghệ và học hỏi từ mô hình sinh học. Một thách thức lớn ở đây là hành vi bầy đàn tự chủ. Với BionicBee, lần đầu tiên đội ngũ của chúng tôi phát triển một vật thể bay có thể bay với số lượng sản xuất lớn và hoàn toàn tự chủ theo bầy đàn.
Với trọng lượng khoảng 34 gam, chiều dài 22 cm và sải cánh 24 cm, BionicBee là vật thể bay nhỏ nhất của Bionic Learning Network cho đến nay. Lần đầu tiên, các nhà phát triển sử dụng phương pháp thiết kế sáng tạo: Sau khi nhập thông số, phần mềm dựa trên các nguyên tắc thiết kế đã xác định sẽ tìm ra cấu trúc tối ưu để sử dụng ít vật liệu nhất mà vẫn tạo được cấu trúc ổn định nhất có thể. Cấu trúc nhẹ thích hợp này là điều cốt yếu để có thời gian bay và khả năng cơ động tốt.
Cơ thể ong có thiết kế nhỏ gọn cho cơ chế vỗ cánh, công nghệ giao tiếp và các thành phần điều khiển cho quá trình vỗ cánh cũng như hình dáng cánh thích nghi. Một động cơ không chổi than, ba động cơ servo, pin, hộp số và các bảng mạch khác nhau trong một không gian rất nhỏ. Sự tương tác thông minh giữa động cơ và cơ học cho phép thiết lập chính xác tần số nhịp vỗ cánh cho các thao tác khác nhau.
Ong nhân tạo bay với tần số vỗ từ 15 đến 20 Herz. Đôi cánh vỗ về trước và sau một góc 180 độ. Động cơ không chổi than điều khiển quá trình vỗ cánh một cách mượt mà nhờ thiết kế cơ học siêu nhẹ, được dẫn hướng chính xác. Tốc độ quay càng cao, tần số vỗ và sức nâng càng cao. Ba động cơ servo ở gốc cánh thay đổi hình dáng của cánh một cách có mục đích, do đó tăng hiệu quả ở một số vị trí cánh nhất định và làm cho sức nâng được tạo ra cũng được biến đổi một cách có mục đích.
Nếu con ong bay về phía trước, hình dạng được điều chỉnh sao cho lực nâng ở vị trí phía sau của vị trí cánh lớn hơn ở vị trí phía trước. Kết quả là cơ thể nghiêng về phía trước (Nick) và con ong bay về phía trước. Nếu hình dạng được điều chỉnh sao cho cánh bên phải tạo ra nhiều lực nâng hơn cánh bên trái, con ong sẽ lăn (Roll) quanh trục dọc sang trái và bay sang một bên. Một phương án khác là điều chỉnh sao cho một cánh tạo ra nhiều lực nâng hơn ở phía trước và cánh thứ hai tạo ra nhiều lực nâng hơn ở phía sau. Nhờ đó con ong xoay (Gear) quanh trục thẳng đứng.
Mười con ong có được hành vi tự chủ nhờ hệ thống bản địa hóa trong nhà với công nghệ băng thông siêu rộng (UWB). Để làm được điều này, tám neo UWB ở hai cấp độ được lắp đặt trong không gian đó. Điều này giúp đo chính xác thời gian chạy và những con ong có thể tự định vị trong không gian. Các neo UWB gửi tín hiệu đến từng con ong; chúng đo lường độc lập khoảng cách đến các phần tử phát tương ứng và có thể sử dụng dấu thời gian để tính toán vị trí của chính chúng trong không gian.
Những con ong đi theo đường dẫn do máy tính trung tâm thiết lập để bay theo bầy. Cần đạt được mức độ chính xác cao về không gian và thời gian để chuyến bay được an toàn và không va chạm giữa những con bay gần nhau. Khi lập kế hoạch cho đường bay, tương tác lẫn nhau có thể xảy ra do nhiễu loạn không khí (“down-wash”) cũng phải được tính đến.
Vì mỗi con ong đều được chế tạo thủ công và những khác biệt nhỏ nhất trong sản xuất cũng có thể ảnh hưởng đến hành vi bay nên những con ong cũng có chức năng hiệu chỉnh tự động: Sau một chuyến bay thử nghiệm ngắn, mỗi con ong sẽ xác định các thông số điều chỉnh được tối ưu hóa riêng của mình. Như thế, thuật toán thông minh có thể tính toán sự khác biệt về phần cứng giữa từng con ong và toàn bộ đàn ong có thể được kiểm soát từ bên ngoài, như thể tất cả các con ong đều giống hệt nhau.
BionicBee đã phát huy được rất nhiều kiến thức mà các nhà phát triển của chúng tôi có được qua các dự án trước đây. Nhờ đó, BionicBee phù hợp với các vật thể bay sinh học được tạo ra trong khuôn khổ Bionic Learning Network của chúng tôi. Từ hơn 15 năm nay, chúng tôi đã thiết kế các phương tiện nghiên cứu có các nguyên tắc kỹ thuật cơ bản bắt nguồn từ tự nhiên. Bạn có thể xem thông tin ở các trang sau đây.