10多年前，F(xiàn)esto 發(fā)起了仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，與學(xué)生、知名學(xué)府、研究機(jī)構(gòu)和開發(fā)公司合作，旨在從仿生學(xué)中獲取創(chuàng)新靈感，將仿生學(xué)成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)。
在仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中，飛行是一個(gè)高頻話題。大自然中生物的飛行方式各有千秋。要將這些技術(shù)投入到科技研發(fā)中，需要面臨輕量化與功能整合兩大挑戰(zhàn)。
為了研發(fā)BionicFlyingFox，F(xiàn)esto仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)人員仔細(xì)研究了狐蝠這種生物，并以技術(shù)手段模擬了它獨(dú)特的飛行模式。這個(gè)BionicFlyingFox 是個(gè)大家伙，翼展達(dá)到2.28 米，通過運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)，可實(shí)現(xiàn)部分自主飛行。為了盡量模擬自然界中狐蝠的飛行，BionicFlyingFox 的翅膀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)也被分成主翼和副翼；所有關(guān)節(jié)處在一個(gè)平面上。翅膀覆蓋了一層彈性膜，可伸展至腳部。飛行膜非常輕薄，但也很堅(jiān)韌。
運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，用于自控飛行
為了讓BionicFlyingFox 在限定的空間實(shí)現(xiàn)半自主的飛行，其與所謂的運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行通信。該裝置的兩臺(tái)紅外相機(jī)持續(xù)記錄飛蝠的位置。相機(jī)安裝在云臺(tái)上，可旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)，從地面上監(jiān)控BionicFlyingFox 的整個(gè)飛行過程。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)規(guī)劃飛行路徑，發(fā)出所需的控制命令。起飛和著陸需要借助人類操作員；自動(dòng)飛行系統(tǒng)會(huì)在飛行時(shí)接管飛行。
機(jī)器學(xué)習(xí)，用于最佳飛行路徑
相機(jī)的圖像被傳輸給一個(gè)中央主電腦，跟空管控制器一樣評(píng)估數(shù)據(jù)和外部協(xié)調(diào)飛行。電腦上儲(chǔ)存了預(yù)編程的飛行路徑，指定了BionicFlyingFox 執(zhí)行飛行動(dòng)作時(shí)的路徑。借助其自身搭載的電子元件和復(fù)雜的飛行模式，人造飛蝠自行計(jì)算執(zhí)行計(jì)劃運(yùn)動(dòng)順序所需的翅膀運(yùn)動(dòng)。飛蝠從主電腦接收必要的控制算法，主電腦對(duì)算法自動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并持續(xù)改進(jìn)。BionicFlyingFox 在飛行時(shí)就能優(yōu)化飛行動(dòng)作，每飛一圈，對(duì)指定飛行路線的遵循性就更精確。
創(chuàng)新的飛行薄膜，用于各種應(yīng)用
創(chuàng)新的飛行薄膜是仿生團(tuán)隊(duì)專為BionicFlyingFox 開發(fā)的，由兩片氣密膜和一片彈性纖維織物組成，兩者焊接在一起，焊點(diǎn)多達(dá)約45,000點(diǎn)?？椢锏姆涓C結(jié)構(gòu)防止飛行膜的細(xì)小裂痕繼續(xù)變大。因此，BionicFlyingFox的織物即使發(fā)生了不是很嚴(yán)重的損壞，也能繼續(xù)飛行。由于材料本身的彈性，翅膀收起時(shí)，飛行膜也不會(huì)起皺。因?yàn)闅饷苣げ粌H具有彈性，而且氣密、重量輕，所以也可用在飛行器中，或用于衣服設(shè)計(jì)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
