小さなペアのゴーグルを装備したオビは、鳥が羽ばたくときに何が起こるかを研究者が学ぶのを助けるために、かすみとレーザーに勇敢に取り組んでいます。
研究者は、飛行機がどのように飛行し、風洞を使用して新しいデザインを継続的にテストおよび更新するかを長い間知っていました。 しかし、これは鳥の羽ばたきを研究するためには機能せず、これがどのように機能するかのほとんどの提案は理論的です。 しかし、スタンフォード大学の研究者は最近、これらの理論を検証する方法を見つけたと、 ワイヤードの Liat Clark氏は報告しています。 この研究は、ジャーナルBioinspiration＆Biomimeticsに掲載されました。
筆頭著者のエリック・グティエレスは、レーザーのシートで照らされたミクロンサイズのエアロゾル粒子の雲を飛ぶようにオビを訓練しました。 これにより、研究者はオビの翼によって作り出された気流を視覚化することができました。
「鳥が羽ばたくと、これらの粒子が動きます」とチンはクラークに話します。 「この平面では、小さな粒子がどのように動いているかを視覚化してから、速度場を計算できます。 これらの速度場に基づいて、飛行中に鳥が発生する揚力を理論的に計算できるはずです。」
しかし、1つの問題がありました。 目にはレーザーを飛ばすのは簡単ではないので、グティエレスと機械エンジニアのデビッドレンティンクがObi用に特別なゴーグルを設計しました。 人間の安全ゴーグルのペアから保護プラスチックを切り取り、獣医用テープで固定された3Dプリントソケットに取り付けました。 プレスリリースによると、ゴーグルの側面にも反射マーカーがあり、オウムの速度の計算に役立ちました。
以前のモデルでは、鳥や空飛ぶ動物が飛行機の翼に似ているが、まったく同じではないという原理に基づいていると想定していました。 航空機の場合、空気は翼の上と下を流れて揚力を生み出し、その後に渦と呼ばれる回転する空気の塊を生成します。 研究者たちは、鳥によって生み出された渦は同様の振る舞いをすると信じていました。 オビの飛行はそうではないことを示した。
代わりに、クラークによると、鳥によって生成された渦は、2〜3回の翼のビート内で、鳥にはるかに近く、より激しく崩壊します。 彼らは、各羽の拍動で鳥がどれだけの揚力を生み出すかについての3つの一般的なモデルと測定値を比較しました。 彼らが見つけたのは、どのモデルも鳥によって生成される揚力を正確に予測していないということです。
「動物の飛行の古典的な写真を見ると、これらの動物は素晴らしい滑らかな渦を生成すると常に考えていますが、実際にははるかに複雑であることがわかります」と、レンティックは研究を説明するビデオで述べています。 「これらの動物がどのように飛ぶかを本当に理解することは、私たちにとっての出発点です。」
それは、固定翼航空機よりも鳥のようにはるかに動く飛行ドローンとロボットの進歩にとっても重要です。 「多くの人々は、ロボットの翼をより良く設計する方法を理解するために、動物の飛行に関する文献の結果を見ています」と、レンチンクはプレスリリースで述べています。 「今、人々が使用した方程式は、コミュニティが望んでいたほど信頼性が低いことを示してきました。 この設計プロセスをより確実に伝えるための新しい研究、新しい方法が必要です。」
