무게가 34g(1.19온스), 길이가 22cm(8.6인치)인 BionicBee는 BLN에서 가장 작은 비행 물체이다.

생체 공학 비행 물체 개발의 대가인 Festo가 초경량, 섬세하게 디자인된 꿀벌 로봇을 공개했다.

BionicBee라는 이름은 자연에서 영감을 받은 제품을 개발하는 것으로 알려진 독일 자동화 회사의 Bionic Learning Network(BLN)의 일부이다.

이 벌들은 떼의 일부로서 많은 수로 완전히 자율적으로 날 수 있다. BionicBee의 일관된 경량 구조는 우수한 기동성과 비행 시간을 제공한다.

BionicBee를 만들 때 개발자는 BLN 플랫폼 내의 이전 프로젝트에서 얻은 광범위한 통찰력을 활용했다. BLN의 엔지니어들은 이전에 제비, 큰박쥐, 잠자리를 모델로 한 로봇을 선보였다.

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생성 디자인이 특징

무게는 약 1.19온스(34그램), 길이는 8.6인치(22센티미터), 날개 폭은 9.4인치(24센티미터)인 BionicBee는 현재까지 Bionic Learning Network에서 제작한 비행 물체 중 가장 작은 것이다.

개발자가 생성적 설계 방법을 사용한 것은 이번이 처음이다. 몇 가지 매개변수가 주어지면 소프트웨어는 특정 설계 원칙에 따라 최상의 구조를 결정한다. 이 방법은 가능한 가장 안정적인 디자인을 생성하는 데 필요한 최소한의 재료를 활용한다.

회사에 따르면, 긴 비행 시간과 뛰어난 기동성을 위해서는 가벼운 디자인이 필수적이라고 한다.

벌의 몸은 박동 날개 메커니즘, 통신 기술, 날개 박동을 위한 제어 구성 요소 및 날개 형상의 적응을 위한 컴팩트한 하우징을 형성한다.

브러시리스 모터, 서보 모터 3개, 배터리, 기어 유닛, 각종 PCB 등이 가장 좁은 공간에 설치된다. 모터와 기계 장치 사이의 지능적인 상호 작용은 날개 박동의 빈도가 예를 들어 다양한 조작에 맞게 정밀하게 조정될 수 있음을 의미한다.

인공 벌 파리의 날개 박동 주파수는 15~20헤르츠이다. 날개는 180도 각도로 앞뒤로 쿵쾅거렸다. 믿을 수 없을 정도로 가볍고 브러시리스 모터에 의해 조심스럽게 움직이는 기계적 구조 덕분에 날개가 백래시 없이 박동한다.

날개 박동과 양력의 빈도는 속도에 따라 증가한다. 날개 베이스에 위치한 세 개의 서보 모터는 특정 방식으로 날개의 모양을 수정하여 특정 날개 위치의 효율성을 향상시키고 양력의 뚜렷한 변화를 만들어낸다.

정밀비행기술

초광대역(UWB) 기술을 활용한 내부 위치 파악 시스템은 꿀벌의 자율적인 행동을 가능하게 한다. 8개의 UWB 앵커가 해당 지역의 두 층에 걸쳐 분산되어 있다.

이는 꿀벌이 해당 지역에 스스로 배열할 수 있고 실행 시간을 정확하게 측정할 수 있음을 의미한다. 개별 꿀벌은 UWB 앵커로부터 신호를 수신하고 타임 스탬프를 사용하여 공간에서 자신의 위치를 결정하고 송신기까지의 거리를 스스로 측정한다.

초광대역(UWB) 기술은 내부 위치 파악 시스템을 통해 꿀벌의 자율적 행동을 유도한다.

각 벌은 수작업으로 제작되는 특성으로 인해 제조 과정에서 사소한 변화라도 비행 패턴에 영향을 미칠 수 있다. 이 때문에 꿀벌에는 간단한 테스트 비행 후 각 꿀벌이 자신의 최적 컨트롤러 매개변수를 식별할 수 있는 자동 보정 기능도 있다.

영리한 프로그램은 이러한 방식으로 개별 벌 간의 하드웨어 차이를 확인할 수 있으며, 이를 통해 모든 벌이 동일한 것처럼 전체 벌집을 외부적으로 제어할 수 있다.