TED日本語 - マルクス・フィッシャー: 鳥のように飛行するロボット


TED Talks(英語 日本語字幕付き動画)

TED日本語 - マルクス・フィッシャー: 鳥のように飛行するロボット

TED Talks

A robot that flies like a bird


飛ぶロボットは数多くあります。しかし本物の鳥のように飛行するロボットはありませんでした。マルクス・フィッシャーと彼のチームが セグロカモメをモデルにして作り上げたこの軽量大型ロボット--SmartBird(賢い鳥)は、翼を羽ばたかせて飛行します。TEDGlobal 2011より飛行デモをお送りします


It is a dream of mankind to fly like a bird. Birds are very agile. They fly, not with rotating components, so they fly only by flapping their wings. So we looked at the birds, and we tried to make a model that is powerful, ultralight, and it must have excellent aerodynamic qualities that would fly by its own and only by flapping its wings.

So what would be better [ than ] to use the Herring Gull, in its freedom, circling and swooping over the sea, and [ to ] use this as a role model? So we bring a team together. There are generalists and also specialists in the field of aerodynamics in the field of building gliders. And the task was to build an ultralight indoor-flying model that is able to fly over your heads. So be careful later on. And this was one issue: to build it that lightweight that no one would be hurt if it fell down.

So why do we do all this? We are a company in the field of automation, and we'd like to do very lightweight structures because that's energy efficient, and we'd like to learn more about pneumatics and air flow phenomena.

So I now would like you to [ put ] your seat belts on and put your hats [ on ] . So maybe we'll try it once -- to fly a SmartBird. Thank you.




So we can now look at the SmartBird. So here is one without a skin. We have a wingspan of about two meters. The length is one meter and six, and the weight, it is only 450 grams. And it is all out of carbon fiber. In the middle we have a motor, and we also have a gear in it, and we use the gear to transfer the circulation of the motor. So within the motor, we have three Hall sensors, so we know exactly where the wing is. And if we now beat up and down ... we have the possibility to fly like a bird. So if you go down, you have the large area of propulsion, and if you go up, the wings are not that large, and it is easier to get up.

So, the next thing we did, or the challenges we did, was to coordinate this movement. We have to turn it, go up and go down. We have a split wing. With a split wing we get the lift at the upper wing, and we get the propulsion at the lower wing. Also, we see how we measure the aerodynamic efficiency. We had knowledge about the electromechanical efficiency and then we can calculate the aerodynamic efficiency. So therefore, it rises up from passive torsion to active torsion, from 30 percent up to 80 percent.

Next thing we have to do, we have to control and regulate the whole structure. Only if you control and regulate it, you will get that aerodynamic efficiency. So the overall consumption of energy is about 25 watts at takeoff and 16 to 18 watts in flight. Thank you.


Bruno Giussani: Markus, I think that we should fly it once more.

Markus Fischer: Yeah, sure.





「鳥のように飛びたい」というのは 人類の夢でした 鳥はとても身軽です 回転部品は使わずに翼を 羽ばたく力だけで飛行します 私達は羽ばたく鳥を見て 超軽量かつ力強さを備えた 翼の羽ばたきだけで飛行可能な モデルの設計に取り組んできました これには空気力学を 応用する必要がありました

何を参考にすればいいでしょう? 海の上を自由に旋回し 急降下するセグロカモメ― これを手本にすることにしました 私達はチームで作業をしています ジェネラリスト(万能家)や 空力学やグライダー作成の 専門家を集めました 課題はインドア用超軽量― 飛行モデルの作成でした 後ほど頭上を飛ばすので 皆さん ご注意下さい 課題の一つは 落下しても けがをしない程の 超軽量化の実現でした

なんでこんなことするのかって? 私達の専門は自動制御なので エネルギー効率の高い超軽量構造を 目指しています そして空力学や大気現象について もっと学びたいと考えているからです

それでは皆さん シートベルトと帽子の 着用をお願いします それではSmartBirdの 飛行をご覧下さい ありがとう




それではSmartBirdの 詳細を見ていきましょう 内側が見えるものを用意しました この翼幅は約2m 体長は1m6cm 重量はたったの 450gです 全てカーボンファイバーでできています 中心部にモーターと ギアが備え付けられています このギアがモーターの 回転を伝達します モーター内部の3つのホールセンサが 正確な翼の位置特定を 可能にしています この部分を上下させれば 本物の鳥のような 翼の動きを再現できます 翼を下げる際は広い翼面を利用して 推力を生みます 逆に翼を上げる際は 折りたたんで抵抗を軽減します

次のステップというか 課題は この上下運動の 調和をとることでした 翼を上に下にと折り曲げるために これを2分割して 根本の方で揚力を 先の方で推力を 生み出しています 次にご覧頂くのは 空力効率の計測方法です 電気機械的効率については 知識がありましたので 空力効率の 算出をすることが出来ました つまり 受動的なねじれを能動的にすると 効率を30%から80%まで 引き上げることが出来るんです

次の課題は 構造を全体的に 管理・調整することでした 管理・調整がとれて初めて 最大空力効率が得られます 全体のエネルギー消費量は 飛び立つ際の25Wと 飛行中の16-18Wです ありがとうございました


ブルーノ: マルクス もう一回飛ばしてみてはどうかな

マルクス: もちろん いいですよ





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