Птицы давно вдохновили человека на полет. Теперь производители дронов также обращаются к пернатым летчикам за вдохновением. Festo, немецкая компания, специализирующаяся в области автоматизации, наиболее известная своими причудливыми «летательными аппаратами», создала парк роботизированных птиц, называемый BionicSwifts, который практически не отличается от их биологических родственников. В прошлом фирма представила множество других воздушных чудес: от бабочек до летающих пингвинов и даже воздушных медуз.

Принимая во внимание биомимикрию, роботизированные птицы являются сверхлегкими и аэродинамическими, обеспечивая очень маневренные и проворные движения, от крутых поворотов до петель.

Инженеры сосредоточились на том, чтобы сделать BionicSwifts легкими, как настоящие птицы, поэтому каждый робот весит всего 42 грамма, что примерно равно весу мяча для гольфа. Эти роботизированные птицы имеют длину около 44,4 см с размахом крыльев почти 70 сантиметров.

Сами перья не являются подлинными, но сделаны по образцу настоящих. Каждый отдельный сегмент крыла состоит из легкой, эластичной пены. Каждое «перо» перекрывает следующее, как черепица на крыше, и связано с углеродным пером. Полный массив прикреплен к первичным и вторичным перьям, так что они могут плавно раздвигаться в унисон, как настоящие птичьи перья.

Например, во время подъема крыла воздух может фильтровать через крыло, чтобы продвигать его вверх. Сегменты крыла закрываются во время следующего понижения, чтобы создать более мощную нисходящую силу; чем меньше птичий робот делает себя, сжимая свои крылья, тем меньше трение.

Внутри каждого BionicSwift есть корпус для механизма взмаха крыла и коммуникационный массив. Это включает в себя бесщеточный двигатель, два серводвигателя, аккумулятор, редуктор и несколько печатных плат для радио, управления и локализации. В своем блоге Festo говорит, что «интеллектуальное взаимодействие» между двигателями и механической системой позволяет регулировать частоту взмахов крыльев и угол подъема для выполнения определенных маневров — от бочки до крутого погружения.

Красота полета

Внутренний GPS-приемник на основе радио помогает определить местонахождение каждого устройства BionicSwift, чтобы каждый из них имел пространственную информацию и мог летать скоординированным образом. Установка включает в себя несколько радиомодулей, установленных в заданном пространстве, и у каждой птицы есть радиомаркер, который посылает сигналы на базы.

На основе этих пингов система может определить точное местоположение каждой птицы, отправив данные обратно на главный компьютер, который работает в качестве навигационной системы. В свою очередь, система может сказать птицам пролететь по заранее запрограммированной траектории, и если они отклонятся от нее из-за ветра или других условий окружающей среды, птицы могут автономно скорректировать свой путь.

Невероятно, но это даже не самые продвинутые птичьи боты на сегодняшний день. Еще в январе исследователи из лаборатории Стэнфордского университета в области биоинспирированных исследований и дизайна (BIRD) создали PigeonBot с настоящими перьями, которые могут скользить по искусственному запястью и пальцам робота, создавая различные аэродинамические формы в воздухе — то, что даже самые проницательные инженеры и дизайнеры пока не могут полностью воспроизвести.

«Природа немного превзошла нас в аэрокосмических инженерах», — сказал в то время Дэвид Лентинк, биолог из Стэнфорда и аэрокосмический инженер, возглавлявший проект. «Это было 100 лет назад, когда мы начали летать, а птицы начали развиваться более 100 миллионов лет назад».

Festo говорит, что его сложные BionicSwifts могут быть использованы для точной локализации, где товары перемещаются по умной фабрике в будущем, предвидя и избегая узких мест. Но это уже возможно с более дешевыми, неуклюжими дронами со склада. Corvus Robotics, фирма по логистике и цепочке поставок в Бостоне, штат Массачусетс, создала одно из этих решений в прошлом году, объединив беспилотник с программным обеспечением для машинного обучения, которое может определять пакеты с воздуха.