Festo_BionicFlyingFox_de

BionicFlyingFox Der Natur auf die Flügel geschaut Seine Agilität verdankt der künstliche Flughund neben der ausge- tüftelten Kinematik auch seiner Leichtbauweise und dem cleveren Materialeinsatz: Sein Körper ist aus Schaumstoff; das Skelett be- steht aus gefrästen Carbonstäben und 3D-gedruckten Teilen. Speziell entwickelte Flugmembran Die Flughaut des Modells ist hauchdünn, ultraleicht und gleichzei- tig robust. Sie besteht aus zwei luftdichten Folien und einem Elas- tan-Gestrick, die an circa 45.000 Punkten miteinander verschweißt sind. Aufgrund ihrer Elastizität bleibt sie auch beim Einziehen der Schwingen nahezu faltenfrei. Die Wabenstruktur des Gestricks ver- hindert, dass kleine Risse in der Flughaut sich weiter vergrößern. Damit kann der BionicFlyingFox selbst bei leichten Beschädigun- gen des Gewebes weiterfliegen. Der Fokus liegt beim künstlichen Flughund wie bei seinem biolo- gischen Vorbild auf Leichtbaustrukturen. Denn in der Technik wie in der Natur gilt: Je weniger Gewicht zu bewegen ist, desto gerin- ger ist der Energieverbrauch. Zudem spart Leichtbau im Aufbau Ressourcen. Impulse für die Produktion der Zukunft Auch für die industrielle Automatisierung liefert der künstliche Flug- hund wichtige Erkenntnisse. In der Produktion der Zukunft verteilt sich die Intelligenz von der zentralen Steuerung in die Subsysteme und Komponenten. Sogar einzelne Werkstücke werden intelligent und wissen, welches Produkt aus ihnen entstehen soll. Dement- sprechend können sie mit den Maschinen kommunizieren und ihnen mitteilen, wie sie bearbeitet werden müssen. Dezentrale Intelligenz und Machine Learning Beim BionicFlyingFox ist die Intelligenz ebenfalls dezentral verteilt: Der Leitrechner gibt die Flugbahnen und die Steuerbefehle vor. Während des Flugs vergleicht er die von ihm berechneten Sollbah- nen mit den tatsächlichen und passt diese durch Machine Learning immer besser an. Daher genügt es, der Steuerungselektronik zu Beginn ein rudimentäres Wissen einzuprogrammieren. Aus den Berechnungen leitet sich der künstliche Flughund selbst die ent- sprechenden Idealeinstellungen seiner Kinematik ab: Er erkennt, wie er die Flügel und Beine steuern muss, um die Befehle des Leit- rechners optimal umzusetzen. Fliegen im Bionic Learning Network Der BionicFlyingFox fügt sich in eine Reihe von Flugobjekten ein, die bereits aus dem Bionic Learning Network hervorgegangen sind. Zu Beginn tauchten die Entwickler unter Wasser ab und untersuch- ten verschiedene biologische Vorbilder, die zwar nicht fliegen kön- nen, sich aber dennoch per Flügelschlag fortbewegen. Dank seiner Leichtbauweise, dem Auftrieb durch Helium und dem Schlagflügelantrieb bewegt sich der Air_ray von 2007 durch die Luft wie der echte Mantarochen durchs Wasser. Die AirPenguins von 2009 können im Kollektiv fliegen und erkunden autonom ei- nen definierten Luftraum. Dabei kommen ihre Flugbewegungen der Schwimmtechnik ihrer natürlichen Vorbilder sehr nahe. Vogelflug entschlüsselt: Auftrieb ohne Helium Der SmartBird von 2011 ist von der Silbermöwe inspiriert. Waren die ersten bionischen Flugobjekte noch mit Helium gefüllt, konnte der SmartBird mit seinem Schlagflügel gleichzeitig für Vortrieb und den nötigen Auftrieb sorgen. Mit dieser Funktionsintegration war der Vogelflug technisch entschlüsselt. Fliegen wie Libelle und Schmetterling 2013 hat Festo mit dem BionicOpter das hochkomplexe Flugverhal- ten der Libelle umgesetzt. Dank der verbauten Steuerungselektro- nik kann das ultraleichte Flugobjekt wie sein biologisches Vorbild in alle Richtungen manövrieren, auf der Stelle fliegen und ganz ohne Flügelschlag segeln. Dabei kann die Libelle nahezu jede Lage- orientierung im Raum einnehmen. Auch die eMotionButterflies von 2015 beherrschen die schnellen Bewegungen ihres natürlichen Vorbilds mit Hilfe ihrer intelligenten On-Board-Elektronik. Damit sich die künstlichen Schmetterlinge dabei aufeinander abgestimmt im Kollektiv bewegen, werden sie – wie der BionicFlyingFox nun auch – anhand ihrer Infrarotmarker erfasst und von einem externen Motion-Tracking-System koordi- niert. Mit dem künstlichen Flughund hat Festo nun die einzigartige Kine- matik von Fledertieren technisch umgesetzt und damit im Rahmen des Bionic Learning Network auch das letzte Flugverhalten aus der Tierwelt entschlüsselt. 01 02 01: Robuste Flughaut: Die Wabenstruk- tur des Gestricks verleiht der ultraleich- ten Membran die nötige Stabilität. 02: Permanente Kommunikation: der BionicFlyingFox im ständigen Austausch mit dem Motion-Tracking-System. 03: Bionische Flugobjekte: von Air_ray und AirPenguin über SmartBird, Bionic- Opter und eMotionButterflies zum Bionic- FlyingFox. 03 6 Festo AG & Co. KG 7 BionicFlyingFox: Ultraleichtes Flugobjekt mit intelligenter Kinematik