TEDGlobal 2011
Markus Fischer: A robot that flies like a bird
Ein Roboter, der wie ein Vogel fliegt
Filmed:
Readability: 3.7
8,646,669 views
Viele Roboter können fliegen – aber keiner wie ein richtiger Vogel. Jedenfalls bis Markus Fischer und dessen Team von Festo den SmartBird bauten, einen großen, leichtgewichtigen Roboter nach dem Vorbild einer Seemöwe, der mit Flügelschlag fliegt. Eine hochfliegende Vorführung bei TEDGlobal 2011.
Markus Fischer - Designer
Markus Fischer led the team at Festo that developed the first ultralight artificial bird capable of flying like a real bird. Full bio
Markus Fischer led the team at Festo that developed the first ultralight artificial bird capable of flying like a real bird. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
It is a dream of mankind
0
0
3000
Es ist ein Menschheitstraum,
00:18
to fly like a bird.
1
3000
2000
wie ein Vogel zu fliegen.
00:20
Birds are very agile.
2
5000
2000
Vögel sind sehr wendig.
00:22
They fly, not with rotating components,
3
7000
3000
Sie fliegen nicht mit rotierenden Bauteilen,
00:25
so they fly only by flapping their wings.
4
10000
3000
sondern nur durch Flügelschlag.
00:28
So we looked at the birds,
5
13000
3000
Wir haben uns also die Vögel angesehen
00:31
and we tried to make a model
6
16000
3000
und versucht, ein Modell zu entwerfen,
00:34
that is powerful, ultralight,
7
19000
3000
das stark und ultraleicht ist
00:37
and it must have excellent aerodynamic qualities
8
22000
4000
und herausragende aerodynamische Eigenschaften hat,
00:41
that would fly by its own
9
26000
2000
so das es von allein
00:43
and only by flapping its wings.
10
28000
3000
und nur durch Flügelschlag fliegt.
00:46
So what would be better [than] to use
11
31000
3000
Was liegt da näher,
00:49
the Herring Gull, in its freedom,
12
34000
2000
als die Heringsmöwe, die über dem Meer
00:51
circling and swooping over the sea,
13
36000
2000
frei Kreise und Sturzflüge fliegt,
00:53
and [to] use this as a role model?
14
38000
3000
als Modell zu nehmen?
00:56
So we bring a team together.
15
41000
2000
Wir haben also ein Team gebildet
00:58
There are generalists and also specialists
16
43000
3000
aus Generalisten und Spezialisten
01:01
in the field of aerodynamics
17
46000
3000
auf dem Gebiet der Aerodynamik,
01:04
in the field of building gliders.
18
49000
2000
speziell zum Bau von Gleitern.
01:06
And the task was to build
19
51000
2000
Und die Aufgabe bestand darin,
01:08
an ultralight indoor-flying model
20
53000
3000
ein ultraleichtes Flugmodell zu bauen,
01:11
that is able to fly over your heads.
21
56000
3000
dass über unseren Köpfen fliegen kann.
01:14
So be careful later on.
22
59000
3000
Seien Sie also gleich vorsichtig.
01:19
And this was one issue:
23
64000
2000
Dass war knifflig:
01:21
to build it that lightweight
24
66000
2000
es so leicht zu bauen,
01:23
that no one would be hurt
25
68000
2000
dass niemand verletzt würde,
01:25
if it fell down.
26
70000
3000
wenn es herunterfiele.
01:28
So why do we do all this?
27
73000
2000
Warum machen wir das alles?
01:30
We are a company in the field of automation,
28
75000
3000
Unser Unternehmensgegenstand ist die Automation
01:33
and we'd like to do very lightweight structures
29
78000
3000
und wir produzieren gern sehr leichte Bauelemente,
01:36
because that's energy efficient,
30
81000
2000
denn das ist energieeffizient.
01:38
and we'd like to learn more about
31
83000
3000
Und wir möchten mehr wissen über
01:41
pneumatics and air flow phenomena.
32
86000
3000
Pneumatik und Phänomene strömender Gase.
01:44
So I now would like you
33
89000
3000
Also legen Sie bitte
01:47
to [put] your seat belts on
34
92000
2000
Ihre Gurte an,
01:49
and put your hats [on].
35
94000
2000
sezten Sie Ihre Helme auf.
01:51
So maybe we'll try it once --
36
96000
3000
Wir versuchen vielleicht einmal
01:54
to fly a SmartBird.
37
99000
2000
einen SmartBird fliegen zu lassen.
01:56
Thank you.
38
101000
2000
Danke.
01:58
(Applause)
39
103000
6000
(Applaus)
02:14
(Applause)
40
119000
17000
(Applaus)
02:52
(Applause)
41
157000
15000
(Applaus)
03:07
So we can now
42
172000
2000
Hier sehen Sie
03:09
look at the SmartBird.
43
174000
3000
den SmartBird.
03:12
So here is one without a skin.
44
177000
3000
Hier ohne Hülle.
03:15
We have a wingspan of about two meters.
45
180000
3000
Die Spannweite ist etwa zwei Meter.
03:18
The length is one meter and six,
46
183000
3000
Die Länge ist ein Meter sechs,
03:21
and the weight,
47
186000
2000
und das Gewicht
03:23
it is only 450 grams.
48
188000
3000
ist nur 450 Gramm.
03:26
And it is all out of carbon fiber.
49
191000
3000
Alles ist aus Kohlefaser.
03:29
In the middle we have a motor,
50
194000
2000
In der Mitte ist ein Motor,
03:31
and we also have a gear in it,
51
196000
4000
und auch ein Getriebe.
03:35
and we use the gear
52
200000
2000
Und mit dem Getriebe
03:37
to transfer the circulation of the motor.
53
202000
3000
übertragen wir die Rotation des Motors.
03:40
So within the motor, we have three Hall sensors,
54
205000
3000
Im Motor befinden sich drei Hallssensoren,
03:43
so we know exactly where
55
208000
3000
damit wie die exakte Position
03:46
the wing is.
56
211000
3000
des Flügels kennen.
03:49
And if we now beat up and down ...
57
214000
3000
Und wenn wir nun auf- und abschlagen...
03:56
we have the possibility
58
221000
2000
sind wir in der Lage,
03:58
to fly like a bird.
59
223000
2000
wie ein Vogel zu fliegen.
04:00
So if you go down, you have the large area of propulsion,
60
225000
3000
Wenn man also nach unten schlägt, haben wir diese große Vortriebsfläche.
04:03
and if you go up,
61
228000
3000
Und wenn man nach oben geht,
04:06
the wings are not that large,
62
231000
4000
sind die Flügel nicht so groß
04:10
and it is easier to get up.
63
235000
3000
und man steigt leichter auf.
04:14
So, the next thing we did,
64
239000
3000
Als nächstes,
04:17
or the challenges we did,
65
242000
2000
oder als nächste Herausforderung,
04:19
was to coordinate this movement.
66
244000
3000
nahmen wir uns der Koordination dieser Bewegung an.
04:22
We have to turn it, go up and go down.
67
247000
3000
Wir müssen es drehen, auf und ab.
04:25
We have a split wing.
68
250000
2000
Der Flügel ist geteilt.
04:27
With a split wing
69
252000
2000
Mit einem geteilten Flügel
04:29
we get the lift at the upper wing,
70
254000
3000
erhalten wir den Auftrieb am oberen Flügel,
04:32
and we get the propulsion at the lower wing.
71
257000
3000
und den Vortrieb am unteren Flügel.
04:35
Also, we see
72
260000
2000
Wir erkennen auch,
04:37
how we measure the aerodynamic efficiency.
73
262000
3000
wie man den aerodynamischen Wirkungsgrad messen kann.
04:40
We had knowledge about
74
265000
2000
Wir hatten Kenntnisse über den
04:42
the electromechanical efficiency
75
267000
2000
elektomechanischen Wirkungsgrad
04:44
and then we can calculate
76
269000
2000
und konnten so den
04:46
the aerodynamic efficiency.
77
271000
2000
aerodynamischen Wirkungsgrad berechnen.
04:48
So therefore,
78
273000
2000
Also steigt er von
04:50
it rises up from passive torsion to active torsion,
79
275000
3000
passiver zu aktiver Torsion,
04:53
from 30 percent
80
278000
2000
von 30 bis zu
04:55
up to 80 percent.
81
280000
2000
80 Prozent.
04:57
Next thing we have to do,
82
282000
2000
Danach mussten wir
04:59
we have to control and regulate
83
284000
2000
die gesamte Konstruktion
05:01
the whole structure.
84
286000
2000
steuern und regeln.
05:03
Only if you control and regulate it,
85
288000
3000
Nur wenn man sie steuert und regelt,
05:06
you will get that aerodynamic efficiency.
86
291000
3000
stimmt der aerodynamische Wirkungsgrad.
05:09
So the overall consumption of energy
87
294000
3000
Der Gesamt-Energiebedarf
05:12
is about 25 watts at takeoff
88
297000
3000
ist beim Start etwa 25 Watt
05:15
and 16 to 18 watts in flight.
89
300000
3000
und 16 bis 18 während des Flugs.
05:18
Thank you.
90
303000
2000
Danke.
05:20
(Applause)
91
305000
6000
(Applaus)
05:26
Bruno Giussani: Markus, I think that we should fly it once more.
92
311000
3000
Bruno Giussani: Markus, ich glaube wir können noch eine Runde drehen.
05:29
Markus Fischer: Yeah, sure.
93
314000
2000
Markus Fischer: Na klar.
05:31
(Laughter)
94
316000
2000
(Lachen)
05:53
(Gasps)
95
338000
3000
(Aufatmen)
06:02
(Cheers)
96
347000
2000
(Jubel)
06:04
(Applause)
97
349000
9000
(Apllaus)
ABOUT THE SPEAKER
Markus Fischer - DesignerMarkus Fischer led the team at Festo that developed the first ultralight artificial bird capable of flying like a real bird.
Why you should listen
One of the oldest dreams of mankind is to fly like a bird. Many, from Leonardo da Vinci to contemporary research teams, tried to crack the "code" for the flight of birds, unsuccessfully. Until in 2011 the engineers of the Bionic Learning Network established by Festo, a German technology company, developed a flight model of an artificial bird that's capable of taking off and rising in the air by means of its flapping wings alone. It's called SmartBird. Markus Fischer is Festo's head of corporate design, where he's responsible for a wide array of initiatives. He established the Bionic Learning Network in 2006.
SmartBird is inspired by the herring gull. The wings not only beat up and down but twist like those of a real bird -- and seeing it fly leaves no doubt: it's a perfect technical imitation of the natural model, just bigger. (Even birds think so.) Its wingspan is almost two meters, while its carbon-fiber structure weighs only 450 grams.
Fischer says: "We learned from the birds how to move the wings, but also the need to be very energy efficient."
Markus Fischer | Speaker | TED.com