پهبادهایی با الگو از حشره ها

پهبادی با الهام از حشره

در ساخت پهبادها می‌توان یکی دو چیز را از پرندگان و زنبورها آموخت.

اگر یک ربات پرنده در میانه‌ی پرواز بخشی از بدنه خود را از دست بدهد، انتظار داریم که سقوط کند. ولی با تقلید  از مگس‌های میوه، که با از دست دادن فاجعه بار بخشی از اندام خود نیز می‌توانند به پرواز ادامه دهند، می‌توان این پهبادها را نیز در هوا نگهداشت.

برای پرده برداشتن از راز حشرات، زیست شناسان مگس‌هایی با یک بال کوتاه را در تونل باد گذاشتند و جنبش‌های آنها را با دوربین‌های سرعت بالا بررسی کردند.

 ایشان از این داده‌ها برای شبیه‌سازی جنبش بال مگس‌ها بهره بردند.

سپس ایشان مگس رباتیکی با تقلید از پرواز حشرات با سطوح گوناگونی از آسیب بالها ساختند، که به ایشان امکان واکاوی فراتر از رفتار طبیعی مگس واقعی را می‌داد.

Florian Muijres در دانشگاه Wageningen هلند می‌گوید: "ما نمی‌توانیم از مگس بخواهیم سریع‌تر یا به شکل دیگری، بال بزند ". "ولی می‌توانیم ربات را به اين کار وادار کنیم".

با طول بال ۵۰ سانتی‌متر، مگس رباتیک بزرگتر از مگس میوه است، که به این معنی است که باید مقیاس جنبش‌ها - و هوایی که جابجا می‌کند، افزایش یابد.

 برای حفظ یک نسبت بین اندازه بال و ویسکوزیته (گرانروی) محیط پیرامون آن، ایشان به جای هوا از روغن معدنی بهره گرفتند. Muijres می‌گوید: " کمی عجیب به نظر می رسد" ولی، " در نتیجه، آیرودینامیک (هواپویش) پیرامون بال یکسان است."

یعنی ربات واقعا نمی‌تواند پرواز کند – مگر اینکه، هوا به ویسکوزی (گرانروی) روغن معدنی باشد. با این حال، درسی که از شنا کردن آن در روغن معدنی می‌گیریم، می‌تواند به دیگر ربات‌های بال دار برای چیره شدن بر آسیب، یاری رساند.

Muijres و همکارانش الگوریتمی بر پایه‌ی آزمایش‌هایشان تولید کردند تا سازندگان پهبادها بتوانند با بهره از آن محصولاتشان را پس از آسیب دیدن در آسمان نگهدارند.

تنها مگس میوه نیست که در ساخت هواپیماهای بی‌سرنشین به ما درس می‌دهد: پی‌بردن به اینکه زنبورهای عسل در جریان‌های آشفته‌ی هوایی چگونه پرواز می‌کنند، نیز  می‌تواند به پایداری هواپیماهای بی‌سرنشین کمک کند.

James Crall در دانشگاه هاروارد می گوید: «یکی از دلایلی که به زنبورهای عسل علاقه‌مند بودیم، این است که آنها تانکرهای پرنده در دنیای حشرات هستند". "آنها پرنده‌های بی‌مانندی در محیط طبیعی هستند."

با فریفتن زنبورهای آموزش دیده با گل‌های ساختگی و کشاندن آنها به تونل باد، Crall و همکارانش دریافتند که آنها برای چیره شدن بر بادهای شدیدتر، بالهای خود را سریع‌تر و در زاویه‌های گوناگون به هم می‌زنند.

Crall  می‌گوید: "پی‌بردن به اینکه حشرات چگونه این مشکل را حل می‌کنند، برای طراحی هواپیماهای بدون سرنشین بسیار سودمند خواهد بود"

در همین حال، پژوهشگران دیگری به بررسی اینکه چگونه حشرات پس از سقوط خود را در هوا نگه می‌دارند، چگونه جغدها در سکوت پرواز می‌کنند و چگونه کبوترها در جریان‌های هوایی آشفته پرواز خود را هدایت می‌کنند، پرداخته‌اند تا ترفندهای آیرودینامیکی (هواپویشی) تازه‌ای برای ربات‌های پرنده پیدا کنند.

Stephen Prior در دانشگاه Southampton  می‌گوید: طبیعت می‌تواند سرنخ‌هایی برای بهبود سیستم‌های پرواز رباتیک فراهم کند. ولی  بسیاری از هواپیماهای بی‌سرنشین تجاری به جای بالهای حشره مانند (که باز و بسته می شود) بال های ثابت و یا گردان دارند.

لینک منبع خبر: