Včely jsou úžasní tvorové. Příroda ani my jako lidstvo bychom se bez nich neobešli. Přenášejí na svých tělech pyl a tím pomáhají rostlinám se rozmnožovat. Konstruktéři z německé průmyslové společnosti Festo se rozhodli, že zkusí včelu v trochu větším měřítku napodobit. Vytvořili proto létající robotickou včelu BionicBee.
Létající včelí robot
Robot BionicBee připomíná včelu, ale je mnohem větší – měří 22 cm na délku a má rozpětí křídel 24 cm. To je asi 20x více, než má běžná včela. Váží pouhých 34 gramů, což je asi 300x více, než kolik váží živá včela (0,1 g). Na létajícího robota je to ale pořád velmi slušný výsledek!
Křídla BionicBee kmitají 15x až 20x za sekundu a to včele umožňuje plynulý a stabilní let. Křídla kmitají dopředu a dozadu v úhlu 180 stupňů. Elektromotor pohání kmitání křídel pomocí přesné mechanické konstrukce. Čím vyšší rychlost, tím vyšší je frekvence úderů křídel a tím i vztlak.
Obratná křídla
Tři servomotory u kořene křídla cíleně mění geometrii křídla a tím zvyšují účinnost v určitých polohách křídla a mění vztlak. Pokud má včela letět dopředu, geometrie se upraví tak, aby vztlak v zadní poloze křídla byl větší než v přední poloze. To způsobí, že se tělo nakloní dopředu a včela letí dopředu. Pokud je geometrie nastavena tak, že pravé křídlo vytváří větší vztlak než levé, včela se stáčí kolem podélné osy doleva a letí do strany.
Samostatný let v hejnu
Jedním z nejúžasnějších rysů BionicBee je, že může sama létat společně s ostatními robotickými včelami, aniž by do sebe narážely. Nepotřebuje pilota, prostě jí naprogramujete cíl nebo předem danou trasu. Pohyb hejna pak řídí centrální software a zajišťuje, aby všechny robovčely létaly koordinovaně.
Tento způsob letu napodobuje skutečné včely, které také létají v rojích a spolupracují. Právě koordinovaný pohyb v hejnu je jedním z hlavních přínosů robota BionicBee. A vývoj softwaru, který to umí, je stejně důležitý, jako vývoj samotného fyzického robota.
Chytrý design
BionicBee byla vytvořena pomocí tzv. „generativního designu“. Software využívající umělou inteligenci pomohl navrhnout její konstrukci tak, aby byla co nejlehčí a nejstabilnější. Člověk by takovou konstrukci vymyslet ani nedokázal nebo by to pro něj byla práce na velmi dlouhou donu.
Lidský inženýr se ale hodí – každá včela je ručně sestavena. Během zkušebního letu se automaticky kalibruje, aby všechny létaly stejně dobře. Inteligentní algoritmus vypočítá jemné hardwarové odchylky mezi jednotlivými včelami. To umožňuje ovládat celý roj zvenčí, jako by všechny včely byly identické.
Aby se mohla robovčela chytře pohybovat, musí být schopna vyhýbat se překážkám a zároveň zůstávat ve formaci. Navíc proto musí být jednotlivé včelky schopny komunikovat mezi sebou a předávat si důležité informace o své poloze a svém okolí.
Vynález budoucnosti
VIDEO Bio není mimo! Jak biometrické drony kopírují přírodu • Zdroj: ABM
BionicBee může je určena pro nejrůznější úkoly. Třeba monitorování životního prostředí nebo pomoc při opylování rostlin v oblastech, kde skutečné včely chybí. Robotické hejno by také mohlo pátrat po lidech ztracených třeba v lese, na moři a podobně. A navíc může posloužit jako inspirace pro další pokroky v robotice a umělé inteligenci.
Ta se k přírodě obrací docela často, jak jste se mohli dočíst v tématu z letošního ABC 5/2024 (článek K čemu jsou dobré drony, které kopírují zvířata? najdete tady, podívejte se i na video). Kdo ví, možná jednoho dne budeme mít celá hejna chytrého robotického hmyzu pracujících ve všech možných oborech od zemědělství až po průmysl.
