TEDGlobal 2011
Markus Fischer: A robot that flies like a bird
רובוט שעף כמו ציפור
Filmed:
Readability: 3.7
8,646,669 views
הרבה רובוטים יכולים לעוף -- אבל אף לא אחד מהם יכול לעוף כמו ציפור אמיתית, עד שמקרוס פישר וצוותו בפסטו בנו את סמרטבירד, רובוט קל וגדול, שמתוכנן כמו שחף, שעף על ידי נפנוף כנפיים. הדגמה מעופפת מTEDGlobal 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
זה חלום של האנושות
00:18
to fly like a bird.
1
3000
2000
לעוף כמו ציפור.
00:20
Birds are very agile.
2
5000
2000
ציפורים הן מאוד קלות תנועה.
00:22
They fly, not with rotating components,
3
7000
3000
הן עפות, לא עם חלקים מסתובבים,
00:25
so they fly only by flapping their wings.
4
10000
3000
אז הן עפות רק על ידי נפנוף כנפיהן.
00:28
So we looked at the birds,
5
13000
3000
אז הבטנו בציפורים,
00:31
and we tried to make a model
6
16000
3000
וניסינו ליצור מודל
00:34
that is powerful, ultralight,
7
19000
3000
שהוא חזק ומאוד קל,
00:37
and it must have excellent aerodynamic qualities
8
22000
4000
וצריכות להיות לו תכונות אוירודינמיות מעולות
00:41
that would fly by its own
9
26000
2000
שהוא יטוס לבד
00:43
and only by flapping its wings.
10
28000
3000
ורק על ידי נפנוף כנפיים.
00:46
So what would be better [than] to use
11
31000
3000
אז במה יהיה עדיף מאשר להשתמש
00:49
the Herring Gull, in its freedom,
12
34000
2000
בשחף הרינג, בחופשיות שלו,
00:51
circling and swooping over the sea,
13
36000
2000
חג וטס מעל הים,
00:53
and [to] use this as a role model?
14
38000
3000
ולהשתמש בזה כמודל לחיקוי.
00:56
So we bring a team together.
15
41000
2000
אז הקמנו צוות.
00:58
There are generalists and also specialists
16
43000
3000
יש מומחים כלליים וספציפיים
01:01
in the field of aerodynamics
17
46000
3000
בתחום האוירודינמיקה
01:04
in the field of building gliders.
18
49000
2000
בתחום בניית הדאונים.
01:06
And the task was to build
19
51000
2000
והמשימה היתה לבנות
01:08
an ultralight indoor-flying model
20
53000
3000
מודל שטס בתוך בניין ומאוד קל
01:11
that is able to fly over your heads.
21
56000
3000
שמסוגל לטוס מעל ראשינו.
01:14
So be careful later on.
22
59000
3000
אז תזהרו מאוחר יותר.
01:19
And this was one issue:
23
64000
2000
וזה היה בעיה:
01:21
to build it that lightweight
24
66000
2000
לבנות אותו כל כך קל
01:23
that no one would be hurt
25
68000
2000
שאף אחד לא יפגע
01:25
if it fell down.
26
70000
3000
אם הוא יפול.
01:28
So why do we do all this?
27
73000
2000
אז למה אנחנו עושים את כל זה?
01:30
We are a company in the field of automation,
28
75000
3000
אנחנו חברה בתחום האוטומציה,
01:33
and we'd like to do very lightweight structures
29
78000
3000
ורצינו ליצור מבנה ממש קל
01:36
because that's energy efficient,
30
81000
2000
מפני שזה יעיל אנרגטית.
01:38
and we'd like to learn more about
31
83000
3000
ורצינו ללמוד יותר על
01:41
pneumatics and air flow phenomena.
32
86000
3000
פנאומטיקה ועל תופעת זרימת האויר.
01:44
So I now would like you
33
89000
3000
אז עכשיו הייתי רוצה שאתם
01:47
to [put] your seat belts on
34
92000
2000
תחגרו את חגורות הבטיחות
01:49
and put your hats [on].
35
94000
2000
ותחבשו את הכובעים.
01:51
So maybe we'll try it once --
36
96000
3000
אז אולי ננסה אותו פעם אחת
01:54
to fly a SmartBird.
37
99000
2000
להעיף את הסמרטבירד.
01:56
Thank you.
38
101000
2000
תודה לכם.
01:58
(Applause)
39
103000
6000
(מחיאות כפיים)
02:14
(Applause)
40
119000
17000
(מחיאות כפיים)
02:52
(Applause)
41
157000
15000
(מחיאות כפיים)
03:07
So we can now
42
172000
2000
אז עכשיו אנחנו יכולים
03:09
look at the SmartBird.
43
174000
3000
לראות את הסמרטבירד.
03:12
So here is one without a skin.
44
177000
3000
אז הנה אחת ללא הציפוי.
03:15
We have a wingspan of about two meters.
45
180000
3000
יש לנו מוטת כנפיים של בערך שני מטר.
03:18
The length is one meter and six,
46
183000
3000
האורך הוא מטר ושישה,
03:21
and the weight,
47
186000
2000
והמשקל,
03:23
it is only 450 grams.
48
188000
3000
הוא רק 450 גרם.
03:26
And it is all out of carbon fiber.
49
191000
3000
והיא כולה מסיבי פחמן.
03:29
In the middle we have a motor,
50
194000
2000
במרכז יש לנו מנוע,
03:31
and we also have a gear in it,
51
196000
4000
ויש לנו גם גלגלי שיניים בתוכה.
03:35
and we use the gear
52
200000
2000
ואנחנו משתמשים בגלגלי השיניים
03:37
to transfer the circulation of the motor.
53
202000
3000
כדי להעביר את התנועה הסיבובית של המנוע.
03:40
So within the motor, we have three Hall sensors,
54
205000
3000
אז בתוך המנוע, יש שלושה חיישנים אפקט הול,
03:43
so we know exactly where
55
208000
3000
אז אנחנו יודעים בדיוק איפה
03:46
the wing is.
56
211000
3000
הכנף נמצאת.
03:49
And if we now beat up and down ...
57
214000
3000
ואם עכשיו ננפנף למעלה ולמטה...
03:56
we have the possibility
58
221000
2000
יש לנו את האפשרות
03:58
to fly like a bird.
59
223000
2000
לעוף כמו ציפור.
04:00
So if you go down, you have the large area of propulsion,
60
225000
3000
אז אם תרדו למטה, יש לכם אזור גדול של הנעה.
04:03
and if you go up,
61
228000
3000
ואם תעלו למעלה,
04:06
the wings are not that large,
62
231000
4000
הכנפיים הן לא כל כך גדולות,
04:10
and it is easier to get up.
63
235000
3000
וזה קל יותר לעלות.
04:14
So, the next thing we did,
64
239000
3000
אז, הדבר הבא שעשינו,
04:17
or the challenges we did,
65
242000
2000
או האתגר שתיקלנו
04:19
was to coordinate this movement.
66
244000
3000
היה לתאם את התנועה.
04:22
We have to turn it, go up and go down.
67
247000
3000
אנחנו צריכיל לסובב אותו, ולעלות למעלה ולמטה.
04:25
We have a split wing.
68
250000
2000
יש לנו כנף חצויה.
04:27
With a split wing
69
252000
2000
עם כנף חצויה
04:29
we get the lift at the upper wing,
70
254000
3000
אנחנו מקבלים את העילוי בכנף העליונה,
04:32
and we get the propulsion at the lower wing.
71
257000
3000
ואת התנע בכנף התחתונה.
04:35
Also, we see
72
260000
2000
ובנוסף, אנחנו רואים
04:37
how we measure the aerodynamic efficiency.
73
262000
3000
איך אנחנו מודדים את היעילות האוירודינמית.
04:40
We had knowledge about
74
265000
2000
היה לנו ידע על
04:42
the electromechanical efficiency
75
267000
2000
היעילות האלקטרו מכאנית
04:44
and then we can calculate
76
269000
2000
ואז אנחנו יכולים לחשב
04:46
the aerodynamic efficiency.
77
271000
2000
את היעילות האוירודינמית.
04:48
So therefore,
78
273000
2000
ואז,
04:50
it rises up from passive torsion to active torsion,
79
275000
3000
זה עובר מפיתול פאסיבי לפיתול אקטיבי,
04:53
from 30 percent
80
278000
2000
מ-30 אחוז
04:55
up to 80 percent.
81
280000
2000
עד ל-80 אחוז.
04:57
Next thing we have to do,
82
282000
2000
הדבר הבא שאנחנו צריכים לעשות,
04:59
we have to control and regulate
83
284000
2000
אנחנו צריכים לשלוט ולבקר
05:01
the whole structure.
84
286000
2000
את כל המבנה.
05:03
Only if you control and regulate it,
85
288000
3000
רק אם תשלטו ותבקרו את זה
05:06
you will get that aerodynamic efficiency.
86
291000
3000
תקבלו את היעילות האוירודינאמית.
05:09
So the overall consumption of energy
87
294000
3000
אז הצריכה הכללית של האנרגיה
05:12
is about 25 watts at takeoff
88
297000
3000
היא בערך 25 וואט בהמראה
05:15
and 16 to 18 watts in flight.
89
300000
3000
ו-16 עד 18 וואט בטיסה.
05:18
Thank you.
90
303000
2000
תודה לכם.
05:20
(Applause)
91
305000
6000
(מחיאות כפיים)
05:26
Bruno Giussani: Markus, I think that we should fly it once more.
92
311000
3000
ברונו גיוסיאני: מרקוס, אני חושב שאנחנו צריכים להעיף אותה שוב.
05:29
Markus Fischer: Yeah, sure.
93
314000
2000
מרקוס פישר: כן בהחלט.
05:31
(Laughter)
94
316000
2000
(צחוק)
05:53
(Gasps)
95
338000
3000
(השתנקות)
06:02
(Cheers)
96
347000
2000
(קריאות שמחה)
06:04
(Applause)
97
349000
9000
(מחיאות כפיים)
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