在仿生学习网络的大框架下，我们坚持开发飞行相关产品的历史已超过 15 年。在此期间，我们研究了大量飞行动物及其自然原理，获得了很多技术成果，也在不断从生物模型中学习。自主的集体性行为是我们曾面临的一大挑战。BionicBee 是我们开发的第一款能够大规模、完全自主集体飞行的产品。
BionicBee 重约 34 克，长 22 厘米，翼展 24 厘米，目前是仿生学习网络中最小巧的飞行器。在研发过程中，开发人员首次采用了衍生式设计方法：只需输入少量参数，软件就会基于定义的结构设计，设计出最佳结构，从而以最少的材料实现尽可能稳定的构造。这种一致的轻量化设计，其对于实现出色的机动性和飞行时间至关重要。
这种“蜜蜂”的内部构造非常紧凑，集成有翅膀扇动机构、通讯技术组件和控制组件，用于扇动翅膀和调节翅膀的几何形状。我们采用了可能节省空间的构造方式，其中安装有一个无刷电机、三个伺服电机、电池、减速机和各种电路板。电机与机械装置可实现智能协同作用，从而精确地调节翅膀扇动频率，完成不同动作。
这种人造蜜蜂的飞行频率为 15 至 20 赫兹。飞行时，它的翅膀会 180 度来回拍打。精确且超轻的受控机械结构控制内部的无刷电机，无间隙地驱动振翅机构。电机转速越高，振翅频率和升力就越高。蜜蜂的翅膀根部安装有三个伺服电机，能够有针对性地改变翅膀的几何形状，从而提高特定翅膀位置的效率，然后有针对性地调整所产生的升力。
如果蜜蜂要往前飞，就会适当调整翅膀的几何形状，使翅膀后部位置的升力大于前部位置。在这种情况下，蜜蜂的身体会向前倾斜（俯仰），并开始向前飞行。如果将几何形状调整为右边翅膀产生的升力比左边翅膀大，那么蜜蜂就会绕着纵轴向左滚动（翻滚），并从侧面飞走。此外，还能将几何形状调整为使一个翅膀在前面产生更大的升力，而另一个翅膀在后面产生更大的升力。这样就会使蜜蜂围绕垂直轴转动（偏航）。
这十只蜜蜂之所以能够自主行动，得益于采用超宽带技术 (UWB) 的室内定位系统。为了搭建该系统，我们在室内分两层安装了八个 UWB 锚点。这样就可以精确地测量运行时间，并且蜜蜂能够确定自身在该空间内的位置。UWB 锚点向各个蜜蜂发送信号，而这些蜜蜂则会独立测量与相应发射元件的距离，并且可利用时间戳计算出自身在空间内的位置。
仿生蜜蜂跟随中央计算机设定的路径实现为了集体飞行。为了在紧密队形中安全、无碰撞飞行，需要具有足够高度的空间和精确的时间。在规划路径时，还必须考虑到由于空气涡流（“下冲流”）可能产生的相互作用。
由于每只仿生蜜蜂都是手工制造，即使是极微小的制造差异也可能影响飞行性能，因此这些仿生蜜蜂还配备了自动校准功能：经过短暂的测试飞行后，每只仿生蜜蜂会确定其单独优化的控制参数。通过这种方式，智能算法能够计算出各个仿生蜜蜂之间的硬件差异，从而可以从外部控制整个蜂群，如同所有仿生蜜蜂都是相同的。
在研发 BionicBee 期间，我们的开发人员充分利用了此前在各种仿生项目中积累的知识和经验。这些知识也可应用于在仿生学习网络这一大框架下诞生的一系列仿生飞行器。15 余年来，我们一直在观察大自然，从中推导出技术基本原理，然后在此基础上设计研究技术载体。您可浏览下列页面，大致了解我们的研发成果。