仿生學習網絡 — 飛行家族

       飛行是人類古老的夢想之一。它們向我們展示的各種各樣的飛行方式，總是讓我們對他們的所驚嘆。在仿生學習網絡中，飛行也是永恒的話題。多年以來，費斯托與高校、研究機構和研發企業合作，借鑒自然界的基本科學原理，打造了眾多研究載體。仿生學家們先是注意到了蝠鲼的胸鰭。蝠鲼雖生活在水中，但當它游動時，胸鰭卻如同翅膀一般上下拍打。。2007年，我們將這一原理應用于Air_ray  中。這種人造鰭片采用氣流優化式設計，可提高空氣動力效率，同時翅膀可以靈活扭轉，確保全部力量可以*得到發揮。一臺伺服電機沿縱向交替驅動兩個側翼，使羽翼上下擺動。另一個伺服電機驅動拍打著的翅膀沿橫向軸旋轉，由此操控 Air_ray 向后移動。憑借Fin Ray Effect® 輕巧的設計，氦氣的浮力與拍打翅膀產生的驅動力，Air_ray能如同蝠鲼在水中游動一樣在空氣中移動。

      2009 年開發的 AirPenguin 也采用了類似原理。它們運用的飛行技術與其生物樣板的游動技巧類似。被動扭轉翅膀可產生正向與反向推力。AirPenguin 是第三組可以自主飛行的產品，它們漂浮于空間內，空間范圍由超聲波發射站進行監控。這些“企鵝”可在這一空間內自由移動。微控制器使這些“企鵝”可以自主地或根據特定規則探索這一空間。

 從水下延伸到天空
        2011 年，我們在此基礎上解碼了鳥類飛行的秘密，并研發出了 SmartBird。該仿生設計受銀鷗的啟發，無需外力驅動即可進行自主啟動、飛行和降落。其翅膀不僅可以上下拍打，而且能以特定方式扭轉。該設計中有一個活動的關節扭轉驅動裝置，可通過一系列復雜原理實現高效驅動。通過連續診斷確保安全飛行。SmartBird 飛行時，翅膀位置、翅膀扭轉情況或電池狀態等數據均由軟件記錄下來和實時驗證。

蜻蜓的飛行技巧
蜻蜓的飛行方式更為復雜。其飛行特性十分*：它可以沿所有空間方向飛行、在空中保持靜止且緩緩滑翔而*不用拍打翅膀。蜻蜓的兩對翅膀活動時互不影響，使其可以突然停止或轉向，在短時間內加速，甚至是向后飛行。
2013 年，我們的仿生團隊根據這些高度復雜的性能開發出了一款超輕型飛行器，即 BionicOpter。
*將直升機、引擎飛機和滑翔機這三種飛機的飛行方式匯聚于一個機型 通過控制拍打頻率和每個翅膀的旋轉，我們可以根據方向和推力強度分別對四個翅膀進行調整。遠程操控蜻蜓飛行器到達所在空間內的幾乎各個角落。

集體飛行
2015 年，Festo 通過 eMotionButterflies 在輕型結構和微型化方面又邁近了一步，每只仿生蝴蝶的重量只有 32 克。
為了盡可能地復制自然生物樣板的飛行，eMotionButterflies 配備了高度集成的機載電子設備。它們可以獨立地控制各個機翼，實現快速移動。安裝在空間內的十臺攝像機通過紅外標記感測這些“蝴蝶”的位置， 然后將位置數據傳輸至中央控制主機，協調蝴蝶的運動。

在限定的空間內進行半自主地飛行
仿生工程師進一步開發了智能網絡系統，并在 2018 年漢諾威工業博覽會上展出了 BionicFlyingFox。
通機載電子設備和外部攝像機系統的配合使用，FlyingFox 可進行半自主飛行。可使人工仿生蝙蝠以2.28米的翼展從空中飛過。它擁有富有彈性的翼膜，從兩翼一直延伸至后肢。該翼膜為專門研制，由一塊氨綸織物和氣密薄膜組成，通過選擇性焊接緊密地焊接在一起。織物呈蜂窩結構，因此即便輕微受損，BionicFlyingFox 也能夠繼續飛行。