Огромные роботы-пчелы не делают мед, но умеют летать роем: зачем ученые их создали

Компания Festo (Германия) создала робота под названием BionicBee. Он умеет летать, полностью автономен и обладает натуралистичным дизайном, говорится на сайте компании.

BionicBee весит 34 г, имеет длину 22 см и размах крыльев 24 см. Корпус робота оснащен механизмом, отвечающим за движение крыльев, а также компонентами управления их взмахами с учетом геометрии. Бесщеточный двигатель, три серводвигателя, аккумулятор, редуктор и чипы также отвечают за функционирование устройства. Алгоритмы искусственного интеллекта (ИИ) позволяют регулировать частоту взмахов крыльев для выполнения различных маневров.

Что качается применения BionicBee, то об этом известно, что данные аппараты были созданы в качестве эксперимента с целью развития беспилотной автономной робототехники, способной работать между собой сообща.

В среднем частота взмахов крыльев пчело-бота составляет от 15 до 20 герц. Бесщеточный двигатель приводит в движение крыло, находящееся под углом 180 градусов, благодаря точно управляемой сверхлегкой механической конструкции. Чем выше скорость, тем выше частота взмахов крыла и подъемная сила. Три серводвигателя в основании крыла определенным образом изменяют его геометрию, тем самым повышая эффективность определенных положений крыла и меняя параметры подъемной силы.

Если "пчела" должна лететь вперед, геометрия регулируется так, чтобы подъемная сила в положении заднего крыла была больше, чем в переднем положении. Это заставляет корпус наклоняться вперед, и робот летит вперед. Если геометрия настроена так, что правое крыло создает большую подъемную силу, чем левое, "пчела" перекатывается вокруг продольной оси влево и улетает в сторону.

Благодаря системе широкополосных маяков (UWB) автономные робо-пчелы могут собираться в рой. UWB посылают сигналы отдельным "пчелам", которые независимо измеряют расстояние друг от друга и могут рассчитывать свое положение в пространстве, используя метки времени. Чтобы летать роем, аппараты следуют по маршрутам, заданным центральным компьютером. Для безопасного полета без столкновений необходима высокая пространственная и временная точность. При планировании маршрута также необходимо учитывать возможное взаимное взаимодействие, вызванное турбулентностью воздуха.

Поскольку каждый робот собирается вручную, даже малейшие производственные различия могут повлиять на поведение "пчелы" в полете. По этой причине BionicBee имеют функцию автоматической калибровки, чтобы после короткого испытательного полета каждое устройство определяло свои собственные оптимизированные параметры контроллера. Именно так ИИ-алгоритм может определить аппаратные различия между отдельными робами. А это, в свою очередь, позволяет управлять всем роем извне, как если бы все пчелы были одинаковыми.