TEDGlobal 2011
Markus Fischer: A robot that flies like a bird
یک روبات که مانند یک پرنده پرواز می کند
Filmed:
Readability: 3.7
8,646,669 views
بسیاری از روباتها می توانند پرواز کنند -- اما هیچ کدام نمی تواند مانند یک پرنده واقعی پرواز کند. در واقع تا زمانی که مارکوس فیشر و تیمش در شرکت فوستو یک روبات پرنده هوشمند ساختند که بزرگ و سبک وزن است و مانند مرغ دریایی با بال زدن پرواز می کند. نسخه ای تازه از نمایش اوج گرفتن آن را در TEDGlobal 2011 می بینید.
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
برای انسان پرواز کردن مانند
00:18
to fly like a bird.
1
3000
2000
پرندگان یک رویاست.
00:20
Birds are very agile.
2
5000
2000
پرندگان بسیار چالاک هستند.
00:22
They fly, not with rotating components,
3
7000
3000
آنها با اجزاء دوار پرواز نمی کنند،
00:25
so they fly only by flapping their wings.
4
10000
3000
آنها تنها با بال زدن بالهایشان پرواز می کنند.
00:28
So we looked at the birds,
5
13000
3000
ما به پرندگان نگاه کردیم،
00:31
and we tried to make a model
6
16000
3000
و تلاش کردیم که یک مدل بسازیم
00:34
that is powerful, ultralight,
7
19000
3000
که قدرتمند و بسیار سبک وزن باشد،
00:37
and it must have excellent aerodynamic qualities
8
22000
4000
و این باید کیفیت بسیار عالی ایرودینامیکی داشته باشد
00:41
that would fly by its own
9
26000
2000
که توسط خود
00:43
and only by flapping its wings.
10
28000
3000
و تنها با بال زدن، پرواز کند.
00:46
So what would be better [than] to use
11
31000
3000
چه چیزی بهتر از آن که از
00:49
the Herring Gull, in its freedom,
12
34000
2000
مرغ دریایی هرینگ (Herring)،
00:51
circling and swooping over the sea,
13
36000
2000
در حالت آزاد که می چرخد و بسیار سریع به سوی دریا پایین می رود، استفاده بشود و
00:53
and [to] use this as a role model?
14
38000
3000
و به عنوان یک مدل آنرا به کار گیریم.
00:56
So we bring a team together.
15
41000
2000
خوب ما یک تیم فراهم کردیم.
00:58
There are generalists and also specialists
16
43000
3000
آنها مهندسان عمومی و تخصصی
01:01
in the field of aerodynamics
17
46000
3000
در زمینه ایرودینامیکس
01:04
in the field of building gliders.
18
49000
2000
و در زمینه ساخت گلایدر بودند.
01:06
And the task was to build
19
51000
2000
و هدف ساخت یک
01:08
an ultralight indoor-flying model
20
53000
3000
مدل پروازی بسیار سبک داخل سالن بود
01:11
that is able to fly over your heads.
21
56000
3000
که قادر باشد در بالای سر شما پرواز کند.
01:14
So be careful later on.
22
59000
3000
در چند لحظه آینده مواظب باشید.
01:19
And this was one issue:
23
64000
2000
و این یک مسأله بود:
01:21
to build it that lightweight
24
66000
2000
که بسیار سبک وزن باشد
01:23
that no one would be hurt
25
68000
2000
که اگر سقوط کرد
01:25
if it fell down.
26
70000
3000
هیچ کس آسیب نبیند.
01:28
So why do we do all this?
27
73000
2000
چرا ما همه این کارها را می کنیم؟
01:30
We are a company in the field of automation,
28
75000
3000
ما یک شرکت هستیم در زمینه اتوماسیون،
01:33
and we'd like to do very lightweight structures
29
78000
3000
و ما دوست داریم ساختارهای بسیار سبک وزن بسازیم
01:36
because that's energy efficient,
30
81000
2000
به دلیل راندمان بالای انرژی.
01:38
and we'd like to learn more about
31
83000
3000
و ما مایل بودیم راجع به
01:41
pneumatics and air flow phenomena.
32
86000
3000
علم خواص هوا و گازها و پدیده جریان هوا بیشتر یاد بگیریم.
01:44
So I now would like you
33
89000
3000
خوب حالا مایلم
01:47
to [put] your seat belts on
34
92000
2000
شما کمر بندهایتان را ببندید
01:49
and put your hats [on].
35
94000
2000
و کلاه هایتان را بر سر بگذارید.
01:51
So maybe we'll try it once --
36
96000
3000
تلاش کنیم که
01:54
to fly a SmartBird.
37
99000
2000
پرنده هوشمند را یک بار به پرواز درآوریم.
01:56
Thank you.
38
101000
2000
سپاسگزارم
01:58
(Applause)
39
103000
6000
(تشویق تماشاگران)
02:14
(Applause)
40
119000
17000
(تشویق تماشاگران)
02:52
(Applause)
41
157000
15000
(تشویق تماشاگران)
03:07
So we can now
42
172000
2000
حالا می توانیم به
03:09
look at the SmartBird.
43
174000
3000
پرنده هوشمند نگاه کنیم.
03:12
So here is one without a skin.
44
177000
3000
این یکی بدون پوست است.
03:15
We have a wingspan of about two meters.
45
180000
3000
ما بالهایی حدودا به طول دو متر داریم.
03:18
The length is one meter and six,
46
183000
3000
طول پرنده یک متر و شش سانتیمتر است،
03:21
and the weight,
47
186000
2000
و وزن آن
03:23
it is only 450 grams.
48
188000
3000
فقط 450 گرم است.
03:26
And it is all out of carbon fiber.
49
191000
3000
و از فیبر کربنی ساخته شده.
03:29
In the middle we have a motor,
50
194000
2000
در وسط ما یک موتور داریم،
03:31
and we also have a gear in it,
51
196000
4000
همچنین ما یک چرخ دنده داریم.
03:35
and we use the gear
52
200000
2000
چرخ دنده را برای
03:37
to transfer the circulation of the motor.
53
202000
3000
انتقال گردش موتور مورد استفاده قرار میدیم.
03:40
So within the motor, we have three Hall sensors,
54
205000
3000
در درون موتور، ما سه تا سنسور (Hall sensors) داریم،
03:43
so we know exactly where
55
208000
3000
و دقیقا میدانیم که
03:46
the wing is.
56
211000
3000
بال کجا هست.
03:49
And if we now beat up and down ...
57
214000
3000
حال اگر ما به پایین و بالا ضربه بزنیم ...
03:56
we have the possibility
58
221000
2000
ما احتمالا
03:58
to fly like a bird.
59
223000
2000
می توانیم مثل یک پرنده پرواز کنیم.
04:00
So if you go down, you have the large area of propulsion,
60
225000
3000
خوب اگر شما به پایین بروید، نیروی محرکه زیادی را در این ناحیه خواهید داشت.
04:03
and if you go up,
61
228000
3000
و اگر به بالا بروید،
04:06
the wings are not that large,
62
231000
4000
بالها خیلی بزرگ نیستند،
04:10
and it is easier to get up.
63
235000
3000
و آسانتر می شود بالا رفت.
04:14
So, the next thing we did,
64
239000
3000
کار بعدی که ما کردیم،
04:17
or the challenges we did,
65
242000
2000
یا چالشی که ما داشتیم
04:19
was to coordinate this movement.
66
244000
3000
هماهنگ کردن حرکت بود.
04:22
We have to turn it, go up and go down.
67
247000
3000
ما باید آن را می چرخاندیم تا بالا و پایین برود.
04:25
We have a split wing.
68
250000
2000
ما یک بالِ دو تکه داشتیم.
04:27
With a split wing
69
252000
2000
با یک بالِ دو تکه شده
04:29
we get the lift at the upper wing,
70
254000
3000
ما بلند کردن را از بال فوقانی می گیریم،
04:32
and we get the propulsion at the lower wing.
71
257000
3000
و نیروی محرکه را از بال پایینی.
04:35
Also, we see
72
260000
2000
همچنین، ما دیدیم
04:37
how we measure the aerodynamic efficiency.
73
262000
3000
که چگونه کارایی ایرودینامیک را اندازه گیری کنیم.
04:40
We had knowledge about
74
265000
2000
ما درباره
04:42
the electromechanical efficiency
75
267000
2000
کارایی الکترومکانیکی اطلاع داشتیم
04:44
and then we can calculate
76
269000
2000
و توانستیم
04:46
the aerodynamic efficiency.
77
271000
2000
کارایی ایرودینامیک آن را محاسبه کنیم.
04:48
So therefore,
78
273000
2000
بنابراین،
04:50
it rises up from passive torsion to active torsion,
79
275000
3000
آن از چرخش منفعل به چرخش فعال،
04:53
from 30 percent
80
278000
2000
از 30 درصد
04:55
up to 80 percent.
81
280000
2000
تا 80 درصد افزایش می یابد.
04:57
Next thing we have to do,
82
282000
2000
کار بعدی که ما می بایست انجام می دادیم،
04:59
we have to control and regulate
83
284000
2000
کنترل و تنظیم
05:01
the whole structure.
84
286000
2000
کل بدنه بود.
05:03
Only if you control and regulate it,
85
288000
3000
تنها اگر آن را کنترل و تنظیم کنید
05:06
you will get that aerodynamic efficiency.
86
291000
3000
کارایی ایرودینامیکی را بدست می آورید.
05:09
So the overall consumption of energy
87
294000
3000
بنابراین مصرف کلی انرژی
05:12
is about 25 watts at takeoff
88
297000
3000
در حدود 25 وات
05:15
and 16 to 18 watts in flight.
89
300000
3000
درحالت برخاستن و 16 تا 18 وات در حالت پرواز است.
05:18
Thank you.
90
303000
2000
سپاسگزارم.
05:20
(Applause)
91
305000
6000
(تشویق تماشاگران)
05:26
Bruno Giussani: Markus, I think that we should fly it once more.
92
311000
3000
مارکوس، من فکر می کنم ما باید یکبار دیگر این را به پرواز درآوریم.
05:29
Markus Fischer: Yeah, sure.
93
314000
2000
بله، مطمئنا.
05:31
(Laughter)
94
316000
2000
(خنده تماشاگران)
05:53
(Gasps)
95
338000
3000
(نفس زدن تماشاگران)
06:02
(Cheers)
96
347000
2000
(شادی تماشاگران)
06:04
(Applause)
97
349000
9000
(تشویق تماشاگران)
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