‘Festo-zoo’ uitgebreid met BionicBee (video)

De BionicBee is de jongste creatie van het Festo Bionic Learning Network. Na onder andere kangoeroes, vogels, vlinders en mieren is de ‘Festo-zoo’ dit jaar op de Hannover Messe uitgebreid met de BionicBee. De bionische bij is het eerste vliegend object in de ‘dierentuin’ dat in grote aantallen en volledig autonoom in een zwerm kan vliegen.

Met een gewicht van ongeveer 34 gram, een lengte van 220 millimeter en een spanwijdte van 240 millimeter is de BionicBee het kleinste vliegende object dat tot nu toe is gemaakt door het Bionic Learning Network. Voor het eerst gebruikten de ontwikkelaars de Generative Design-ontwerpmethodiek: na het invoeren van slechts een paar parameters, gebruikt een softwareapplicatie gedefinieerde ontwerpprincipes om de optimale structuur te vinden om zo weinig mogelijk materiaal te gebruiken met behoud van een zo stabiel mogelijke constructie. Deze consistente lichtgewicht constructie is essentieel voor een goede wendbaarheid en vliegtijd.

Zwermgedrag

Het autonome gedrag van de bijenzwerm wordt bereikt met behulp van een indoor lokalisatiesysteem met ultra-wideband (UWB) technologie. Hiervoor zijn acht UWB ankers geïnstalleerd in de ruimte op twee niveaus. Hierdoor is een nauwkeurige tijdmeting mogelijk en kunnen de bijen zichzelf in de ruimte lokaliseren. De UWB ankers sturen signalen naar de individuele bijen, die onafhankelijk van elkaar de afstanden tot de respectieve zendelementen kunnen meten en hun eigen positie in de ruimte kunnen berekenen aan de hand van de tijdstempels.
Om in een zwerm te vliegen, volgen de bijen de paden die door een centrale computer worden gespecificeerd. Om veilig en zonder botsingen te kunnen vliegen in dichte formatie is een hoge mate van ruimtelijke en temporele nauwkeurigheid vereist. Bij het plannen van het pad moet ook rekening worden gehouden met de mogelijke onderlinge interactie door bijvoorbeeld ‘downwash'.

Automatische kalibratie

Omdat elke bij handgemaakt is en zelfs de kleinste fabricageverschillen het vlieggedrag kunnen beïnvloeden, hebben de bijen bovendien een automatische kalibratiefunctie: Na een korte testvlucht bepaalt elke bij zijn individueel geoptimaliseerde regelaarparameters. Het intelligente algoritme kan zo de hardwareverschillen tussen de individuele bijen berekenen, waardoor de hele zwerm van buitenaf kan worden bestuurd alsof alle bijen identiek zijn.