ABOUT THE SPEAKER
Markus Fischer - Designer
Markus 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."

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Markus Fischer | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2011

Markus Fischer: A robot that flies like a bird

Un robot che vola come un uccello

Filmed:
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Tanti robot possono volare - ma non come un vero uccello. Almeno, fino a quando Markus Fischer e il suo team al Festo non hanno costruito SmartBird, un grande robot leggero, modellato su un gabbiano, che vola battendo le ali. Un demo volante fresco da TEDGlobal 2011.
- Designer
Markus Fischer led the team at Festo that developed the first ultralight artificial bird capable of flying like a real bird. Full bio

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00:15
It is a dreamsognare of mankindumanità
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È un sogno dell'umanità
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to flyvolare like a birduccello.
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volare come un uccello.
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BirdsUccelli are very agileagile.
2
5000
2000
Gli uccelli sono molto agili.
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They flyvolare, not with rotatingrotante componentscomponenti,
3
7000
3000
Volano, non con componenti rotanti,
00:25
so they flyvolare only by flappingsbattimento theirloro wingsAli.
4
10000
3000
ma semplicemente battendo le ali.
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So we lookedguardato at the birdsuccelli,
5
13000
3000
Quindi abbiamo studiato gli uccelli
00:31
and we triedprovato to make a modelmodello
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16000
3000
e abbiamo cercato di costruire un modello
00:34
that is powerfulpotente, ultralightUltralight,
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19000
3000
che fosse potente e ultra-leggero
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and it mustdovere have excellentEccellente aerodynamicaerodinamico qualitiesqualità
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22000
4000
e che avesse qualità aerodinamiche eccellenti,
00:41
that would flyvolare by its ownproprio
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26000
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che volasse da sé
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and only by flappingsbattimento its wingsAli.
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28000
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e soltanto battendo le ali.
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So what would be better [than] to use
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31000
3000
E quindi cosa sarebbe meglio che utilizzare
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the HerringAringa GullGabbiano, in its freedomla libertà,
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34000
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il Gabbiano Reale, nella sua libertà,
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circlingun cerchietto and swoopingin picchiata over the seamare,
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36000
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che si libra e scende in picchiata sul mare,
00:53
and [to] use this as a roleruolo modelmodello?
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38000
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e prendere lui come modello?
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So we bringportare a teamsquadra togetherinsieme.
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41000
2000
Quindi abbiamo creato un team,
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There are generalistsgeneralisti and alsoanche specialistsspecialisti
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43000
3000
fatto di generalisti ma anche specialisti
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in the fieldcampo of aerodynamicsaerodinamica
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46000
3000
nel campo dell'aerodinamica,
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in the fieldcampo of buildingcostruzione glidersalianti.
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49000
2000
nel campo della costruzione di alianti.
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And the taskcompito was to buildcostruire
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2000
E la sfida era costruire
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an ultralightUltralight indoor-flyingvolo indoor modelmodello
20
53000
3000
un modello ultra-leggero da interno,
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that is ablecapace to flyvolare over your headsteste.
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56000
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capace di volare sopra le vostre teste.
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So be carefulattento laterdopo on.
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59000
3000
Quindi state attenti più tardi.
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And this was one issueproblema:
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64000
2000
Ed un problema era questo:
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to buildcostruire it that lightweightleggero
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66000
2000
costruirlo talmente leggero
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that no one would be hurtmale
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68000
2000
che nessuno si potesse far male
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if it fellabbattere down.
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70000
3000
in caso di una sua caduta.
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So why do we do all this?
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73000
2000
Allora perché fare tutto questo?
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We are a companyazienda in the fieldcampo of automationautomazione,
28
75000
3000
Noi siamo un'azienda che lavora nell'automazione,
01:33
and we'dsaremmo like to do very lightweightleggero structuresstrutture
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78000
3000
e ci piacerebbe costruire strutture molto leggere
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because that's energyenergia efficientefficiente,
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81000
2000
perché aiutano a risparmiare energia.
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and we'dsaremmo like to learnimparare more about
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83000
3000
E vorremmo imparare di più sulla
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pneumaticspneumatica and airaria flowflusso phenomenafenomeni.
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86000
3000
pneumatica e sui fenomeni dei flussi d'aria.
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So I now would like you
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89000
3000
Allora ora vorrei chiedervi
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to [put] your seatposto a sedere beltscinture on
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92000
2000
di allacciare le cinture di sicurrezza
01:49
and put your hatsCappelli [on].
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94000
2000
e di mettervi il casco.
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So maybe we'llbene try it onceuna volta --
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96000
3000
Proveremo una volta
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to flyvolare a SmartBirdSmartBird.
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99000
2000
a far volare il nostro SmartBird.
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Thank you.
38
101000
2000
Grazie.
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(ApplauseApplausi)
39
103000
6000
(Applausi)
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(ApplauseApplausi)
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119000
17000
(Applausi)
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(ApplauseApplausi)
41
157000
15000
(Applausi)
03:07
So we can now
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172000
2000
Possiamo ora
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look at the SmartBirdSmartBird.
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174000
3000
studiare lo SmartBird.
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So here is one withoutsenza a skinpelle.
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177000
3000
Eccone uno qua senza pelle.
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We have a wingspanapertura alare of about two metersmetri.
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180000
3000
Abbiamo un'apertura alare di circa due metri.
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The lengthlunghezza is one metermetro and sixsei,
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183000
3000
La lunghezza è un metro e sei centimetri,
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and the weightpeso,
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186000
2000
e il peso,
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it is only 450 gramsgrammi.
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188000
3000
è di soltanto 450 grammi.
03:26
And it is all out of carboncarbonio fiberfibra.
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191000
3000
Ed è tutto fatto di fibra di carbonio.
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In the middlein mezzo we have a motoril motore,
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194000
2000
Al centro abbiamo un motore,
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and we alsoanche have a gearGear in it,
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196000
4000
e abbiamo una ruota dentata interna.
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and we use the gearGear
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200000
2000
e utilizziamo questa ruota dentata
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to transfertrasferimento the circulationcircolazione of the motoril motore.
53
202000
3000
per trasferire la circolazione del motore.
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So withinentro the motoril motore, we have threetre HallHall sensorssensori,
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205000
3000
Quindi dentro il motore, abbiamo tre sensori Hall,
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so we know exactlydi preciso where
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208000
3000
in modo che sappiamo esattamente dove
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the wingala is.
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211000
3000
si trova l'ala.
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And if we now beatbattere up and down ...
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214000
3000
E se la facciamo battere su e giù ...
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we have the possibilitypossibilità
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221000
2000
abbiamo la possibilità
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to flyvolare like a birduccello.
59
223000
2000
di volare come un uccello.
04:00
So if you go down, you have the largegrande areala zona of propulsionpropulsione,
60
225000
3000
Se vai giù, hai un'ampia area di propulsione.
04:03
and if you go up,
61
228000
3000
E se vai su,
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the wingsAli are not that largegrande,
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231000
4000
le ali non sono così grandi,
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and it is easierPiù facile to get up.
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235000
3000
ed e più facile allora farlo volare.
04:14
So, the nextIl prossimo thing we did,
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239000
3000
Allora, il passo successivo,
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or the challengessfide we did,
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242000
2000
o la sfida che abbiamo affrontato
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was to coordinatecoordinare this movementmovimento.
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244000
3000
era coordinare questo movimento.
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We have to turnturno it, go up and go down.
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247000
3000
Lo dobbiamo far girare, e andare su e giù.
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We have a splitDiviso wingala.
68
250000
2000
Abbiamo un'ala pieghevole
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With a splitDiviso wingala
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252000
2000
E con quest'ala pieghevole
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we get the liftsollevamento at the uppersuperiore wingala,
70
254000
3000
otteniamo il sollevamento dell'ala superiore,
04:32
and we get the propulsionpropulsione at the lowerinferiore wingala.
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257000
3000
e anche la propulsione dell'ala inferiore.
04:35
AlsoAnche, we see
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260000
2000
Vediamo anche
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how we measuremisurare the aerodynamicaerodinamico efficiencyefficienza.
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262000
3000
come si può misurare l'efficienza aerodinamica.
04:40
We had knowledgeconoscenza about
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265000
2000
Conoscendo
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the electromechanicalelettromeccanici efficiencyefficienza
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267000
2000
la efficienza elettromeccanica
04:44
and then we can calculatecalcolare
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269000
2000
possiamo allora calcolare
04:46
the aerodynamicaerodinamico efficiencyefficienza.
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271000
2000
l'efficienza aerodinamica.
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So thereforeperciò,
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273000
2000
E dunque,
04:50
it risessi alza up from passivepassivo torsiontorsione to activeattivo torsiontorsione,
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275000
3000
si alza dalla torsione passiva alla torsione attiva
04:53
from 30 percentper cento
80
278000
2000
dal 30 per cento
04:55
up to 80 percentper cento.
81
280000
2000
fino all'80 per cento
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NextSuccessivo thing we have to do,
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282000
2000
La prossima cosa che dobbiamo fare,
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we have to controlcontrollo and regulateregolare
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284000
2000
è controllare e regolare
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the wholetotale structurestruttura.
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la struttura intera.
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Only if you controlcontrollo and regulateregolare it,
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288000
3000
Soltanto se la controlli e la regoli,
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you will get that aerodynamicaerodinamico efficiencyefficienza.
86
291000
3000
otterrai quell'efficienza aerodinamica.
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So the overallcomplessivamente consumptionconsumo of energyenergia
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294000
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Quindi il consumo complessivo di energia
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is about 25 wattswatt at takeoffdecollo
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297000
3000
è più o meno 25 watt al decollo
05:15
and 16 to 18 wattswatt in flightvolo.
89
300000
3000
e da 16 a 18 watt in volo.
05:18
Thank you.
90
303000
2000
Grazie
05:20
(ApplauseApplausi)
91
305000
6000
(Applausi)
05:26
BrunoBruno GiussaniGiussani: MarkusMarkus, I think that we should flyvolare it onceuna volta more.
92
311000
3000
Bruno Giussani: Markus, credo che dovremmo farlo volare ancora una volta.
05:29
MarkusMarkus FischerFischer: Yeah, sure.
93
314000
2000
Markus Fischer: Sì, certo.
05:31
(LaughterRisate)
94
316000
2000
(Risate)
05:53
(GaspsSussulti)
95
338000
3000
(Sorpresa)
06:02
(CheersCheers)
96
347000
2000
(Grida di ammirazione)
06:04
(ApplauseApplausi)
97
349000
9000
(Applausi)
Translated by John Ockey
Reviewed by Elena Montrasio

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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."

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Data provided by TED.

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