Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe kolibries de wind bestrijden:een robotapparaat helpt bij het analyseren van zwevende vogels

In een nieuwe studie hebben ingenieurs van de Universiteit van Californië, Berkeley, een robotapparaat ontwikkeld waarmee ze de zwevende vlucht van kolibries kunnen analyseren. Het apparaat, dat een 'robotkolibrie' wordt genoemd, kan met dezelfde snelheid en frequentie met zijn vleugels klapperen als een echte kolibrie, en kan ook worden gebruikt om de krachten te meten die de vogel ervaart tijdens de vlucht.

De onderzoekers gebruikten de robotkolibrie om te bestuderen hoe kolibries de wind kunnen bestrijden. Ze ontdekten dat kolibries verschillende technieken gebruiken om op hun plaats te blijven, waaronder het met een hoge frequentie klapperen van hun vleugels, het gebruik van hun staartveren als roer en het kantelen van hun lichaam om de weerstand te verminderen.

De onderzoekers zeggen dat hun bevindingen kunnen helpen het ontwerp van drones en andere vliegende robots te verbeteren. Door te begrijpen hoe kolibries zo efficiënt kunnen vliegen, kunnen ingenieurs drones ontwerpen die stabieler en manoeuvreerbaarder zijn.

Hoe de robotkolibrie werkt

De robotkolibrie is een klein, lichtgewicht apparaat dat is gemaakt van koolstofvezel en plastic. Het heeft twee vleugels die elk ongeveer 4 centimeter lang zijn. De vleugels zijn bedekt met een dunne laag veren, die de weerstand helpen verminderen.

De robotkolibrie wordt aangedreven door een kleine elektromotor. De motor drijft een aantal tandwielen aan die ervoor zorgen dat de vleugels op en neer bewegen. De snelheid en frequentie van de vleugelkleppen kunnen door een computer worden geregeld.

De robotkolibrie heeft ook een set sensoren die de krachten meten die de vogel ervaart tijdens de vlucht. Deze sensoren meten de lift-, sleep- en zijkracht. De gegevens van de sensoren worden naar een computer gestuurd, waarmee de vlucht van de vogel kan worden geanalyseerd.

Het onderzoek

De onderzoekers gebruikten de robotkolibrie om te bestuderen hoe kolibries de wind kunnen bestrijden. Ze plaatsten de robotkolibrie in een windtunnel en zetten vervolgens de wind aan. De windsnelheid werd geleidelijk verhoogd totdat de robotkolibrie niet meer op zijn plaats kon blijven.

De onderzoekers ontdekten dat de robotkolibrie op zijn plaats kon blijven bij windsnelheden tot 16 km per uur. De vogel begon echter hoogte te verliezen bij windsnelheden van 24 kilometer per uur.

De onderzoekers ontdekten ook dat de robotkolibrie verschillende technieken gebruikte om op zijn plaats te blijven in de wind. Deze technieken omvatten:

* Met een hoge frequentie met zijn vleugels klapperen

* Gebruik zijn staartveren als roer

* Kantel zijn lichaam om de weerstand te verminderen

De onderzoekers zeggen dat hun bevindingen kunnen helpen het ontwerp van drones en andere vliegende robots te verbeteren. Door te begrijpen hoe kolibries zo efficiënt kunnen vliegen, kunnen ingenieurs drones ontwerpen die stabieler en manoeuvreerbaarder zijn.