Adaptive morphing for stable, resilient, and energy-efficient flight of avian-informed drones

แชร์
ฝัง
  • เผยแพร่เมื่อ 5 ก.พ. 2025
  • Avian-informed drones feature morphing wing and tail surfaces, enhancing agility and adaptability in flight. Despite their large potential, realising their full capabilities remains challenging due to the lack of generalized control strategies accommodating their large degrees of freedom and cross-coupling effects between their control surfaces. Here we propose a new body-rate controller for avian-informed drones that uses all available actuators to control the motion of the drone. The method exhibits robustness against physical perturbations, turbulent airflow, and even loss of certain actuators mid-flight. Furthermore, wing and tail morphing is leveraged to enhance energy efficiency at 8m/s, 10m/s and 12m/s using in-flight Bayesian optimization. The resulting morphing configurations yield significant gains across all three speeds of up to 11.5% compared to non-morphing configurations and display a strong resemblance to avian flight at different speeds. This research lays the groundwork for the development of autonomous avian-informed drones that operate under diverse wind conditions, emphasizing the role of morphing in improving energy efficiency.
    Publication, Supplementary Material:
    www.nature.com...
    PDF:
    rdcu.be/d0RuN
    Data and Code:
    doi.org/10.528...
    Authors:
    Simon Jeger, Valentin Wüest, Charbel Toumieh, Dario Floreano
    Laboratory of Intelligent Systems (LIS) at Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), Switzerland
    Video references:
    Kestrel hovering • Kestrel Hovering and H...
  • วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ความคิดเห็น • 199

  • @jordanmntungwa3311
    @jordanmntungwa3311 2 หลายเดือนก่อน +501

    Finally can build and ride those giant eagles from Lord of the Rings

    • @zzskylarkzz
      @zzskylarkzz 2 หลายเดือนก่อน +5

      I really hope I get to see this happen in my lifetime!

    • @pikachu5188
      @pikachu5188 2 หลายเดือนก่อน

      Hi!
      I'm 4 going on 5 moons old.
      Please, give me just a moment with this video's morffing avian and its history.
      🐾 _Montréal 🇨🇦_

    • @darktyrannosaurus22
      @darktyrannosaurus22 2 หลายเดือนก่อน

      Ornithopters from Dune

    • @Bruno_Felipe
      @Bruno_Felipe 2 หลายเดือนก่อน +2

      And we finally Will answer the question. Could the felowship of the ring Just ride the Eagles and fly to Mordor ?

    • @Bernardus_McJamesicus
      @Bernardus_McJamesicus หลายเดือนก่อน

      Get outta my head

  • @davidjohnson9517
    @davidjohnson9517 หลายเดือนก่อน +45

    Leonardo Da Vinci would be proud and absolutely amazed!

  • @shreyasnair574
    @shreyasnair574 2 หลายเดือนก่อน +66

    This is brilliant. A small insight which might help you is that the horizontal stabilizer of a bird is not always horizontal. It can turn up and down by an angle of maybe 45-55 degrees on both sides. It may be difficult to execute and hence you may have omitted it

  • @thatairplaneguy
    @thatairplaneguy 2 หลายเดือนก่อน +72

    This is awesome.
    As a glider pilot I’ve always been in awe of birds.

    • @Rudy32225
      @Rudy32225 หลายเดือนก่อน

      Same here. Pure flight. Motor a distraction. 😀

  • @TheChupacabra
    @TheChupacabra หลายเดือนก่อน +23

    Fascinating marriage of many technologies, materials, and capabilities into a novel craft. Leonardo would be proud! Please do not put bomb on it.

    • @viduraherath4008
      @viduraherath4008 หลายเดือนก่อน +3

      For drones with a more "spicy" payload, conventional style wings are a much better choice. Cheap, simple and more effective for higher speeds. Birds are lightweight, and agile for catching bugs or other birds. Drones serve a much different purpose, typically for taking out infantry and slow moving vehicles

    • @5508Vanderdekken
      @5508Vanderdekken หลายเดือนก่อน

      lol why do you think they’re making it?

  • @MmpM123YT
    @MmpM123YT หลายเดือนก่อน +3

    I had thought about stuff like this for so long and finally someone went and dit it. Great great work

  • @polylight
    @polylight หลายเดือนก่อน +17

    What I love is how quiet (=efficient) a hummingbird is, compared with a nasty little drone just butchering the air with four 20,000 rpm props.

    • @HoboGardenerBen
      @HoboGardenerBen หลายเดือนก่อน +3

      They aren't quite. They make a loud buzzing sound when they fly. It's a lot of noise for something so tiny. Super amazing that life can power such a complicated wing pattern at such speeds for so long. Sugar is powerful fuel. I'm curious about how the hummingbird compares to a drone pound for pound in making sound. Drones are noisy all the time but they are noiser when moving than hovering.

  • @hippopotamus86
    @hippopotamus86 2 หลายเดือนก่อน +47

    Pretty amazing. Glad I didn't skip on this video.

  • @downwindone
    @downwindone 2 หลายเดือนก่อน +16

    I designed a 9m2 Kite and analysed the different states of flight equilibrium. You are in the right direction! Congratulations, i hope the best for your future developments!

  • @Fogmeister
    @Fogmeister 2 หลายเดือนก่อน +6

    Birds get thrust from a propeller?!? Who knew?! 😂
    Looks great! When it’s controlling itself in the air it looks almost alive.

  • @matveygal
    @matveygal 2 หลายเดือนก่อน +3

    Bro that is actually amazing. We wait a full devlog

  • @royenator
    @royenator 2 หลายเดือนก่อน +4

    woah, Its really good, this is a major step forward as people have said. As mentioned thats 8 channels, thats difficult to fly, It would make sense that the 4 sweep channels would be controlled by a gyro while the other 4 channels (rudder, left/right aileron, rudder, elevator) be controlled by a human. The additon of sweeps may lower durability of the aircraft during landings and crashes while the

  • @HikeCampSky
    @HikeCampSky 2 หลายเดือนก่อน +4

    Wow! I’m amazed the way is able to adjust itself so quickly to maintain it’s stationary (airborne) position.

  • @kasunldon7607
    @kasunldon7607 2 หลายเดือนก่อน +7

    thank you for your research, this is amazing for intelligence drones

  • @tiemji
    @tiemji 17 วันที่ผ่านมา

    This looks awesome!! Good job

  • @techbricks5300
    @techbricks5300 2 หลายเดือนก่อน +7

    This is extremely nice. Good work.

  • @PabloRojas_01
    @PabloRojas_01 2 หลายเดือนก่อน +1

    Very cool, i barely understand how it works but its AMAZING

  • @tomellis4750
    @tomellis4750 2 หลายเดือนก่อน +14

    A major step forward.

  • @suheladesilva2933
    @suheladesilva2933 2 หลายเดือนก่อน +2

    Brilliant project, congratulations.

  • @craigtpat
    @craigtpat หลายเดือนก่อน

    0:04 It's neat to see the effects of low pressure across the wing iops. You can the the feather tips lift up periodically.

  • @myperspective5091
    @myperspective5091 2 หลายเดือนก่อน +12

    I was just thinking about this a few days ago. The You Tube algorithm really does guess well sometimes.

    • @botmsj
      @botmsj 2 หลายเดือนก่อน +2

      The algorithm was even faster with me because I hadn't had the time to think of it before the video showed up.

    • @OsvaldoBayerista
      @OsvaldoBayerista 2 หลายเดือนก่อน +1

      With like 300 to 500 likes they knows you better than most friends. So imagine how well the algorithm knows you at this point. Also the different apps share info about you all the time.

  • @Vincou13
    @Vincou13 หลายเดือนก่อน +1

    great work

  • @WEB4plus
    @WEB4plus หลายเดือนก่อน

    Awesome work! I think you will able to make the brain for that with my software, that wold be fascinating

  • @shahramkhesareh8068
    @shahramkhesareh8068 11 วันที่ผ่านมา

    Good job,excellent

  • @BadwolfFPV
    @BadwolfFPV 2 หลายเดือนก่อน

    coolest thing i have seen all year

  • @Kabab
    @Kabab 2 หลายเดือนก่อน

    This absolutely awesome. Amazing work!

  • @eduardodaquiljr9637
    @eduardodaquiljr9637 2 หลายเดือนก่อน +1

    We have almost the same concept,In reality the outermost of the wing create. remarkable lift that improves efficiency.

  • @mahsiseua
    @mahsiseua 2 หลายเดือนก่อน +42

    0:07 i realize the design still need rudder while real bird dont

    • @nassirnassir7286
      @nassirnassir7286 2 หลายเดือนก่อน +13

      To skip rudder they need to add wingtips bend

    • @yiflux5124
      @yiflux5124 2 หลายเดือนก่อน +9

      @@nassirnassir7286propellers create additional yaw. Not sure if they can get rid of that vertical stabilizer unless someone knows how to eliminate/counteract the prop’s horizontal force.

    • @nassirnassir7286
      @nassirnassir7286 2 หลายเดือนก่อน

      @@yiflux5124 PTERANODON Rudder control with crest.. write it on youtube , he solved this issue

    • @Vit-Pokorny
      @Vit-Pokorny 2 หลายเดือนก่อน +3

      @@yiflux5124 just add another one going the other way

    • @The_TinesJathian
      @The_TinesJathian หลายเดือนก่อน

      @@yiflux5124 if there were two roters side by side do you think they could get away with not having a rudder?

  • @sslavi
    @sslavi 2 หลายเดือนก่อน +1

    Great and well-executed idea.

  • @KiteTurbine
    @KiteTurbine 2 หลายเดือนก่อน +1

    Wow that's amazing.
    Would love to see a flock of these used to turn an airborne wind energy system

  •  2 หลายเดือนก่อน +3

    Thank's for sharing.

  • @KlingbergWingMkII
    @KlingbergWingMkII 2 หลายเดือนก่อน +1

    Excellent work!

  • @Epsilon316
    @Epsilon316 2 หลายเดือนก่อน

    nice work!

  • @Phyysics
    @Phyysics 2 หลายเดือนก่อน

    Unbelievably cool!

  • @1creeperbomb
    @1creeperbomb 2 หลายเดือนก่อน +3

    This is cool stuff, I always wonder how it would compare to a typical rc drone.
    Would be sick to an upsize version capable of staying afloat with only gliding.

  • @mikemafdom3864
    @mikemafdom3864 2 หลายเดือนก่อน +1

    Awesome ❤

  • @lcc1958
    @lcc1958 หลายเดือนก่อน

    Maravilloso 😊

  • @ahmetogurtan3886
    @ahmetogurtan3886 2 หลายเดือนก่อน

    İncredible work

  • @luiscarapito572
    @luiscarapito572 2 หลายเดือนก่อน

    Awesome for autonomous flight ...more efficiency...

  • @dorjedriftwood2731
    @dorjedriftwood2731 2 หลายเดือนก่อน +1

    Wow incredible

  • @EJ-74
    @EJ-74 หลายเดือนก่อน +1

    May I share this on my channel? I will leave the link to the video in the description and pinned comment… I’m a novice RC plane builder so this is very interesting and absolutely brilliant…

  • @thecaptainnoodles
    @thecaptainnoodles 2 หลายเดือนก่อน

    this is incredible

  • @joshuasonnen5982
    @joshuasonnen5982 หลายเดือนก่อน

    this is dope!

  • @NeoRelic-o8p
    @NeoRelic-o8p 2 หลายเดือนก่อน

    🔥❤️🔥

  • @AtomkeySinclair
    @AtomkeySinclair หลายเดือนก่อน +2

    What materials have you tried using for your surface features so far?

  • @Edward-Wankel
    @Edward-Wankel 2 หลายเดือนก่อน

    Довольно эффективно для малой авиации и только для дозвуковых скоростей. Представляю, как будут кувыркаться пассажиры в салоне, когда для преодоления турбулентности пилотам придётся выполнять фигуры высшего пилотажа😂

  • @haoleguo3059
    @haoleguo3059 2 หลายเดือนก่อน

    good job !~

  • @pyaesone2315
    @pyaesone2315 หลายเดือนก่อน

    ❤❤❤

  • @pcguidelk
    @pcguidelk 2 หลายเดือนก่อน +5

    damn... a whole lot is gonna change in drone warfare and recon!

  • @JusticarBen
    @JusticarBen หลายเดือนก่อน +1

    very cool! I wonder how power efficient this compute could be in an untethered environment.

    • @EJ-74
      @EJ-74 หลายเดือนก่อน

      I can get up to 15 - 20 minutes flight time with my homemade biplane using a 3S 2200mah 30c Spektrum gen 2 battery so this should be able to do even better. Looks like it has very little drag compared to my biplane and looks like it could glide for a long time especially in the summer with thermal updrafts and a slight breeze…

  • @henkdevries2971
    @henkdevries2971 2 หลายเดือนก่อน

    Awesome!

  • @JeffersonPires90
    @JeffersonPires90 หลายเดือนก่อน

    that is so freaking cool

  • @muditfatehpur7452
    @muditfatehpur7452 2 หลายเดือนก่อน +1

    bro this is soooo cool , no shit

  • @depralexcrimson
    @depralexcrimson 2 หลายเดือนก่อน

    looks sick

  • @xayord9818
    @xayord9818 2 หลายเดือนก่อน +1

    omg love it

  • @5508Vanderdekken
    @5508Vanderdekken หลายเดือนก่อน

    Damn. Can’t wait to say I knew about these guys before the got their big defense contracts

  • @wallaguest1
    @wallaguest1 2 หลายเดือนก่อน

    amazing

  • @Zakhar-k7o
    @Zakhar-k7o 2 หลายเดือนก่อน +1

    Наконец-то первоиспытатели могут спать спокойно, они не ошиблись - оно действительно летает.

  • @erdfkrt541
    @erdfkrt541 หลายเดือนก่อน

    This is so cool, but I want to see it fly and maintain stability in a more chaotic environment

  • @canetacosmica
    @canetacosmica 2 หลายเดือนก่อน

    parabens!

  • @spacecowboy511
    @spacecowboy511 หลายเดือนก่อน

    Future is horizon

  • @KofiAsare0
    @KofiAsare0 2 หลายเดือนก่อน +1

    Incredible, what type of actuators were used?

    • @dekutree64
      @dekutree64 2 หลายเดือนก่อน +1

      Judging by the noise, just regular RC servos. Not much power needed for these motions.

  • @tedytarrify
    @tedytarrify 2 หลายเดือนก่อน

    Just like all of those real birds with a stationary wings, vertical tail stabiliser and a spinning nose-propeller as thrust.
    ... this looks like a plane with extra steps.

  • @collinmccallum
    @collinmccallum 2 หลายเดือนก่อน

    amazing!

  • @JaydenLawson
    @JaydenLawson 2 หลายเดือนก่อน +1

    Cool

  • @shaider1982
    @shaider1982 2 หลายเดือนก่อน

    Scale it up for those awesome Atreides Orthinopters

    • @sciencecompliance235
      @sciencecompliance235 2 หลายเดือนก่อน

      Not sure if someone has done the math on this, but my intuition tells me dragonfly-style flight is not only easier in lower Reynold's Number regimes from an aerodynamic standpoint but also on a smaller scale (unrelated to Reynold's Number) from a structural standpoint due to the square-cube law.

  • @robieosborne7369
    @robieosborne7369 2 หลายเดือนก่อน +1

    Is it compatible with a spektrum NX10?

  • @VacuousCat
    @VacuousCat 2 หลายเดือนก่อน +1

    Increase efficiency? Or fixing the intrinsic inefficiency?

    • @badazzbob
      @badazzbob หลายเดือนก่อน

      yes

  • @kovacsattila8993
    @kovacsattila8993 2 หลายเดือนก่อน +75

    birds aren't real

    • @Darklait
      @Darklait 2 หลายเดือนก่อน

      And this video is proof that even commoners can build fake birds not as good as the government ones though

    • @veryloudbrick
      @veryloudbrick 2 หลายเดือนก่อน

      Won't be

    • @fizascensionyze
      @fizascensionyze หลายเดือนก่อน +1

      so is this statement then

    • @phineas7423
      @phineas7423 หลายเดือนก่อน +3

      I think this video does a good job of showing what birds really look like under all those feathers

    • @Synistercrayon
      @Synistercrayon หลายเดือนก่อน

      They aren't not, though

  • @stoatzsanswich8744
    @stoatzsanswich8744 หลายเดือนก่อน

    This would be so much cooler if it were actually slope soaring, rather than having a motor. Like the first clip.

  • @dovair3196
    @dovair3196 หลายเดือนก่อน

    👍. Интересно только как птицы остаются неподвижными без пропеллера🤔?

  • @ShrimplyAquascaping
    @ShrimplyAquascaping 2 หลายเดือนก่อน

    Wow this is really cool!!

  • @devrim-oguz
    @devrim-oguz 2 หลายเดือนก่อน

    This would actually be great for planes if it can be simplified

  • @juanalbertocamachobolanos2667
    @juanalbertocamachobolanos2667 2 หลายเดือนก่อน +2

    So at the end pigeons are government stated drones.

    • @datvik7187
      @datvik7187 2 หลายเดือนก่อน

      all ways were

  • @LinkedIn12Smith
    @LinkedIn12Smith หลายเดือนก่อน

    Should have a more flexible wing span since birds use high flexibility wing span and not tail motion.

  • @justusmetzler191
    @justusmetzler191 2 หลายเดือนก่อน +208

    Problem is that birds control flight without a vertical tail. They utelise a high twist though the wingspan (around 12°) to achieve a vortex shedding at the 2/3 point out from the centenline. This creates proverse yaw when entering cornes. Not as traditional flightsurfaces, that produce adverse yaw thus youd need the vertical tail to counteract. The whole control sceme of your dron is wrong and based on a human aproach not a reality based one.

    • @iamscoutstfu
      @iamscoutstfu 2 หลายเดือนก่อน +47

      I admire what theyre doing, but I do wish theyed ditch the vertical stabs. Nature has proven they dont need them and if they ditch them and accomplish stable flight then theyll be really accomplishing something.

    • @po1ly414
      @po1ly414 2 หลายเดือนก่อน +86

      @@iamscoutstfuNature doesn’t use props. The propeller produces several turning tendencies that mostly leave a left yawing motion that the drone needs to correct. For this reason, I’d bet that they need some extra control over the vertical axis unless they want to make a contra rotating or a dual motor setup

    • @asteriondaedalus6859
      @asteriondaedalus6859 2 หลายเดือนก่อน +9

      Vertical tails are for the birds is what you're saying right? Such irony.

    • @a_bad_channel
      @a_bad_channel 2 หลายเดือนก่อน +8

      @@po1ly414 they could use a contra rotating propellor, or jusst 2 propellors. However I think this will make it less efficient, or too complicated

    • @rampentpanda
      @rampentpanda 2 หลายเดือนก่อน +58

      nah man, these people have a great approach to improving ornithopters. by focusing on one aspect of biomimicry they can get a working model up and running and start gathering data and making improvements quickly. A propeller and vertical tail is proven tech with well defined behavior allowing them to develop their novel independent feather control system without having to develop a wing flapping propulsion scheme at the same time. also this drone does seem to be flying in reality, and i cant seem to find yours anywhere

  • @Alibeysuleimanoglu
    @Alibeysuleimanoglu 2 หลายเดือนก่อน

    Unlike the birds, it uses vertical stabilisers in its tail.

  • @osemenitua7538
    @osemenitua7538 2 หลายเดือนก่อน

    Birds fly slow relative to man made machines, so this would only be applicable for slow flight like surveillance and military drones for getting close up without being detected

  • @zuludeltanovember
    @zuludeltanovember หลายเดือนก่อน

    payload ratio?

  • @worlddaves
    @worlddaves หลายเดือนก่อน

    OMG OMG >>> AIRPLANEEEEESS 🙃

  • @Shrekster5E
    @Shrekster5E หลายเดือนก่อน

    To think that Da Vinci came up with that centuries ago.

  • @randomIdiot123
    @randomIdiot123 2 หลายเดือนก่อน +1

    this is a really good idea, but in my opinion, this drone is more complicated and harder to fly than regular drones. So why not just use a simple, easy to fly and build drone?

    • @kueacybtguicyregfibubkueacybax
      @kueacybtguicyregfibubkueacybax 2 หลายเดือนก่อน +1

      Realisitically, for any actual flying they would add some control software that makes it similar controls to normal, just probably needs some practice

  • @tyrabjurman3584
    @tyrabjurman3584 หลายเดือนก่อน

    Where can I download this?

  • @tuloxe
    @tuloxe 2 หลายเดือนก่อน +13

    1:04 mmmmh yes „stable“😂

    • @ericmercer9208
      @ericmercer9208 2 หลายเดือนก่อน +9

      They cut the video just before it spins out lol

    • @martinwhite418
      @martinwhite418 2 หลายเดือนก่อน +3

      ​@@ericmercer9208 If it cut, how can you know?

  • @peacefulscrimp5183
    @peacefulscrimp5183 หลายเดือนก่อน

    Now that documentary about the crazy guy saying "birds aren't real" is much more crazy 😬

  • @ΟμηροςΚασερης
    @ΟμηροςΚασερης 2 หลายเดือนก่อน

    Ομηρος Κασερης
    the human size one is called ΤΕΧΝΟΠΤΕΡΑΚ

  • @TaigiTWeseDiplomat--Formosan
    @TaigiTWeseDiplomat--Formosan 2 หลายเดือนก่อน

    😮

  • @mackymacintyre9563
    @mackymacintyre9563 2 หลายเดือนก่อน

    This is already made, japan had these prototypes a couple yrs back ,

  • @UndeadLavender
    @UndeadLavender หลายเดือนก่อน

    heads up new jersey

  • @rodrigovillegas2263
    @rodrigovillegas2263 หลายเดือนก่อน

    Right, but you should give it the ability to morph into a maximal

  • @pmbguy2212
    @pmbguy2212 2 หลายเดือนก่อน

    Tell me more...

  • @johnsmiff8328
    @johnsmiff8328 หลายเดือนก่อน +5

    Yeah, engineering is cool or whatever, but have you considered putting massive rocket engines on it and giving it a plastic dinosaur head

  • @kueacybtguicyregfibubkueacybax
    @kueacybtguicyregfibubkueacybax 2 หลายเดือนก่อน +2

    Horizon forbidden west here we come

  • @trevorsoh2130
    @trevorsoh2130 2 หลายเดือนก่อน

    Will our airlines feature planes like this in the future?

    • @dusk2dawn2
      @dusk2dawn2 2 หลายเดือนก่อน +1

      I doubt it - looks very uncomfortable from a pax viewpoint - but specialized operators like inspection, construction etc

    • @mattbrody3565
      @mattbrody3565 2 หลายเดือนก่อน +2

      Not entirely. Morphing structures get expensive and hard to maintain at large scales, and making big structures like the wings morph gets expensive. We might see tail-morphing planes that can make themselves pitch unstable for more efficient takeoff, maybe the outer wings can use twist morphing, but I wouldn't expect to see a completely bird-like morphing airliner. The upper limit is probably around the size of 1- or 2-seater planes, and the design makes more sense for things like package delivery drones.

  • @amain7965
    @amain7965 หลายเดือนก่อน +1

    Stable… as its oscillations amplitude increases

  • @axeflanker
    @axeflanker 2 หลายเดือนก่อน +1

    Same principle applied when they ask how to control a brick-shaped stealth plane.. computers made it.. pilot just command it.

  • @whermanntx
    @whermanntx 2 หลายเดือนก่อน

    Shouldn’t the safety tether be there as a backup and not a constant force under tension, thereby changing your model as something constantly fighting a diagonal upward force? Your bird isn’t even flying level.

  • @SonakaG
    @SonakaG หลายเดือนก่อน

    So the pigeons getting charged on the powerlines are getting an upgrade.

  • @moroteseoinage
    @moroteseoinage 2 หลายเดือนก่อน

    The cia has had this figured out since the mid 1950s. By 75 all bird had been replaced by automatons

  • @Jake6Ohara
    @Jake6Ohara หลายเดือนก่อน

    Finally I can fly like those in pub g and fortnite, hanging on robot eagle legs