Mesterséges tollakkal szárnyalnak a Festo robotmadarai

A Festo Bionic Learning Network kutatási területe a természetes repülés által ihletett mélyre nyúló hagyományokkal rendelkezik. A BionicSwift megalkotása a Festo számára a bionikus repülő eszközök fejlesztése terén a következő fejezetet jelenti. Éppen úgy, mint biológiai modelljénél, a könnyű szerkezetek alkalmazása a mesterséges madár szíve-lelke. A mérnöki tervezésben és a természetben egyaránt igaz az, hogy minél kisebb súlyt kell mozgatni, annál kevesebb anyagra van szükség, így annál kevesebb energia fogy. Ebből kifolyólag a 44,5 centiméteres testhossz és a 68 centiméteres fesztávolság ellenére a BionicSwift csupán 42 grammot nyom. Ez teszi rendkívül agilissá, fürgévé és körkörös repülésre, vagy akár éles fordulók megtételére képessé. A rádióalapú beltéri navigációs rendszer segítségével a robotmadarak egy meghatározott légtérben önállóan és koordinált mintában képesek repülni.

Aerodinamikus tollak

A lehető legtermészetesebb repülés végrehajtása érdekében a BionicSwift szárnyait igazi madártollak alapján modellezték. Az egyedi lamellák ultrakönnyű, rugalmas, de nagyon erős habból készülnek és átfedik egymást. Karbon tollszárak segítségével csatlakoznak a szárnyakhoz a természetes modell kar- és kézevezőtollaihoz hasonlóan. Az egyes lamellák felszálláskor legyezőszerűen kinyílnak, így a levegő keresztüláramolhat a szárnyakon, ezáltal a madaraknak kevesebb energia kell a szárnyak felfelé mozgatásához. A szárny lecsapása közben a lamellák összezáródnak, hogy a repülő robotnak megfelelő felhajtóerőt biztosítsanak. A madárszárnyak hű utánzatának köszönhetően a BionicSwift jobb repülési profillal rendelkezik, mint a korábbi csapkodó szárnyú hajtások.

Funkcionális integráció még a legkisebb helyeken is

A mesterséges madarak mozgékonysága nem csupán könnyű kialakításuknak és aerodinamikus felépítésüknek, hanem a funkcionális integrációnak is köszönhető. A madár teste magában foglalja a szárnymozgató mechanizmus kompakt szerkezetét, a kommunikációs technológiát, a szárnymozgatás vezérlő alkatrészeit, valamint a magassági kormány szerepét betöltő farokrészt. A kefe nélküli motor, a két szervóhajtás, az akkumulátor, a hajtómű és a különböző áramköri lapok rendkívül kis helyre vannak beépítve. A motorok és a mechanikus rendszerek közötti intelligens interakció segítségével a különböző manőverekhez szükséges szárnycsapási frekvenciát és magasságikormány-helyzetet pontosan be lehet állítani.

A repülési manőver GPS-koordinációja

A robotmadarak koordinált és biztonságos repülését egy ultraszélessávú technológiával (UWB) rendelkező rádióalapú beltéri GPS teszi lehetővé. A beépített rádiómodulok fix tájékozódási pontokat alkotnak, lokalizálják egymást és meghatározzák az ellenőrzött légteret. A madarak rádiós markerekkel vannak felszerelve, melyek jelet küldenek a bázisnak, így az meg tudja határozni a madarak pontos helyzetét, és az összegyűjtött adatokat elküldi a navigációs rendszerként működő központi számítógépnek. A rendszer előre programozott útvonalakat használ, hogy megtervezze és meghatározza a madarak útját, illetve repülési pályáját. Ha a madár például egy hirtelen környezeti feltétel, például szél vagy vertikális áramlás miatt eltér ettől a repülési útvonaltól, a rendszer emberi pilóta nélkül, autonóm beavatkozással azonnal korrigálja az útvonalat. A rádióalapú kommunikáció lehetővé teszi a helyzetérzékelést, még akadályok és részben elvesztett vizuális kapcsolat esetén is. Az ultraszélessávú rádiótechnológia garantálja a biztonságos és interferencia-mentes működést.

Új inspiráció az intralogisztikában

A repülő tárgyak intelligens összekapcsolása és a GPS-es útvonaltervezés segítségével a 3D navigációs rendszer a jövő hálózatba kapcsolt gyárában is alkalmazható lesz. Például az anyagok és áruk áramlásának pontos helymeghatározása segítségével a munkafolyamatok fejleszthetők, a szűk keresztmetszetek pedig előre jelezhetők. Emellett az autonóm repülő robotok megfelelő „légifolyosók” segítségével anyagszállításra is használhatók, így a gyárak területe optimalizálható.