Роющая пчела из Фесто

Последнее пополнение в зверинце бионических роботов Festo Bionic Learning Network, вдохновленных миром природы, - пчела. Как и Bionic Ant десятилетней давности, она не только выглядит реалистично, но и демонстрирует интеллект роя.

С 1990-х годов немецкая компания Festo, специализирующаяся на автоматизации, работает с бионическими роботами, чтобы:

"мотивировать, вдохновлять, воодушевлять и запускать инновации".

В 2006 году была создана международная сеть Bionic Learning Network, которая связывает Festo с робототехниками из университетов, институтов, компаний-разработчиков и частных изобретателей, и каждый год новейшие технологии представляются на ежегодной выставке Hannover Messe.

При весе около 34 граммов, длине 220 миллиметров и размахе крыльев 240 миллиметров BionicBee, дебютировавшая в апреле на выставке Hannover Messe 2024, является самым маленьким летающим объектом, созданным Bionic Learning Network на сегодняшний день.

Это также первый летающий объект, созданный Bionic Learning Network, который может летать в большом количестве и полностью автономно в рое. Еще одним новшеством является то, что разработчики впервые использовали метод генеративного проектирования: после ввода всего нескольких параметров программное приложение с помощью определенных принципов проектирования находит оптимальную структуру, в которой используется как можно меньше материала и при этом сохраняется максимально устойчивая конструкция. Такая стабильная легкая конструкция необходима для хорошей маневренности и продолжительности полета.

Автономное поведение пчелиного роя достигается с помощью системы определения местоположения в помещении с использованием технологии сверхширокополосного излучения (UWB). Для этого в пространстве на двух уровнях установлены восемь UWB-якорей. Это обеспечивает точное измерение времени и позволяет пчелам определять свое местоположение в пространстве. UWB-якоря посылают сигналы отдельным пчелам, которые могут самостоятельно измерять расстояния до соответствующих передающих элементов и вычислять свое положение в пространстве по меткам времени.

Чтобы летать в рое, пчелы следуют по маршрутам, заданным центральным компьютером. Чтобы обеспечить безопасный полет без столкновений в тесном строю, требуется высокая пространственная и временная точность. При планировании траектории необходимо также учитывать возможное взаимное взаимодействие через воздушную турбулентность "downwash". Поскольку каждая пчела изготавливается вручную и даже самые незначительные производственные отличия могут повлиять на ее поведение в полете, пчелы дополнительно оснащены функцией автоматической калибровки. После короткого тестового полета каждая пчела определяет индивидуально оптимизированные параметры контроллера. Таким образом, интеллектуальный алгоритм может рассчитать аппаратные различия между отдельными пчелами, позволяя управлять всем роем извне, как если бы все пчелы были одинаковыми.