science >> Wetenschap >  >> Elektronica

PigeonBot brengt vliegtuigen dichter bij gevederde vlucht

Onderzoekers van de Stanford University zeiden dat ze de vleugels van gewone duivenkadavers hadden bestudeerd. gebruikten vervolgens hun bevindingen om een ​​radiogestuurde robot te bouwen met vleugels gemaakt van 40 echte veren

Sinds het begin van het luchtvaarttijdperk, uitvinders hebben ernaar gestreefd vliegtuigen te bouwen die zo behendig vliegen als vogels, wiens morphable vleugels zorgen voor snellere, strakkere bochten en efficiënter glijden.

Die droom was donderdag een stap dichter bij de realiteit nadat onderzoekers van Stanford University aankondigden dat ze de vleugels van gewone duivenkadavers hadden bestudeerd. gebruikten vervolgens hun bevindingen om een ​​radiografisch bestuurbare "PigeonBot" te bouwen met vleugels gemaakt met 40 echte veren.

"Lucht- en ruimtevaart- en materiaalingenieurs kunnen (nu) heroverwegen hoe ze kunnen ontwerpen, materialen en vleugels vervaardigen en controleren die net zo behendig veranderen als vogels, " zei David Lentink, een assistent-professor werktuigbouwkunde aan Stanford en de senior auteur van twee artikelen die de resultaten in de tijdschriften beschrijven Wetenschap en Wetenschap Robotica .

Alle dieren met vier ledematen, inclusief dinosaurussen, evolueerde van een voorouder met vijf cijfers aan het einde van zijn ledematen, die handen werden, poten, flippers, of vleugels na verloop van tijd.

Moderne vogels behielden drie cijfers, of vingers. Door de duivenvleugels in een windtunnel te bestuderen, de onderzoekers ontdekten dat pols- en vingerbewegingen een fijne controle gaven over de plaatsing van de veren, spanwijdte, en gebied.

Bij vliegproeven, manipulatie van de pols en vingers leidde tot stabiele draaimanoeuvres onder krappe hoeken, waarvan de onderzoekers zeiden dat het een van de eerste bewijzen was dat vogels deze cijfers voornamelijk gebruiken om tijdens de vlucht te sturen.

Video van PigeonBot die bochten maakt met asymmetrische vleugelvervorming. Krediet:Lentink Lab / Stanford University
Video van PigeonBot die door de lucht manoeuvreert met behulp van symmetrische vleugelvervorming. Krediet:Lentink Lab / Stanford University

De teams hebben ook geboord in de mechanica van hoe vogels hun vleugels veranderen, ontdekken dat aangrenzende slagpennen aan elkaar plakken om een ​​doorlopende vleugel te vormen met behulp van een haakachtige microstructuur die werkt als klittenband.

Het sloot aan elkaar terwijl de vleugel uitzette, gleed toen weer los toen de vleugel samentrok, het versterken van de uitgeschoven vleugel en het bestand maken tegen turbulentie.

En ze ontdekten dat de structuren aanwezig waren in de meeste andere vogelsoorten, behalve uilen, waardoor ze stiller konden vliegen.

Lentink voegde eraan toe dat de klittenbandachtige structuren, bekend onder hun technische naam als "lobate cilia, " zou een breed scala aan mode kunnen hebben, medische en ruimtevaarttoepassingen waar hij en zijn collega's naar keken als een gebied van toekomstig onderzoek.

B-roll video van PigeonBot vliegtesten. Krediet:Lentink Lab / Stanford University
Video van het luidruchtige losmaken van duivenveren, vergeleken met het losraken van veren van de kerkuil, een stille vlieger. Krediet:Lentink Lab / Stanford University
Video van de veranderende reactie van de PigeonBot-vleugel op flexie en extensie van pols- en vingerhoek in een windtunnel. Krediet:Lentink Lab / Stanford University
Video van de morphing PigeonBot-vleugel in een windtunnel op verschillende turbulentieniveaus. Krediet:Lentink Lab / Stanford University
Video van luidruchtig detachement van kale adelaarsveren. Krediet:Lentink Lab / Stanford University
B-roll video van windtunneltests met PigeonBot. Krediet:Kurt Hickman en Lentink Lab

© 2020 AFP