Прорив для нових мікродронів. У США створили 3D-модель на основі польоту птахів і комах

Дослідники з Корнелльського університету розробили тривимірну комп’ютерну модель. Вона пояснює фізику, завдяки якій комахи та птахи зберігають рівновагу в повітрі. Про це повідомляє Interesting Engineering. Довгий час у науковій спільноті вважалося, що більшість комах від природи є нестабільними в повітрі. Мовляв, для збереження рівноваги їм потрібне постійне коригування рухів за допомогою власної нервової системи. Нова обчислювальна система спростовує ці гіпотези та долає обмеження старих симуляцій, які лише копіювали рухи справжніх істот. Американські науковці зосередили свою 3D-модель на п’яти ключових фізичних показниках. До них належать співвідношення маси крила і тіла, навантаження на крило, розташування шарнірів, частота помахів та їхня амплітуда. Аналіз цих п’яти вимірів дозволив виявити так званий стан антирезонансу. Це математична точка, у якій зчеплення інерції крила та рухів тіла дає змогу тварині залишатися стабільною автоматично, навіть за умов сильної повітряної турбулентності. Таке явище вчені називають пасивною стабільністю, і воно виявилося значно поширенішим у природі, ніж думали раніше. «Сила цієї моделі полягає в тому, що вона дає нам щось набагато більш явне, ніж те, що ми мали раніше. Ми знали фундаментальну фізику. Зафіксувавши важливу фізику в новій моделі, ми можемо зрозуміти кожну деталь концептуально, а також полегшити обчислення для вивчення великого простору параметрів», — зазначила професорка З. Джейн Ванг, професорка фізики, механічної та аерокосмічної інженерії в Коледжі мистецтв і наук та Інженерному коледжі Корнелла Даффілда. Дослідження, результати якого опублікували в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, відкриває нові можливості для інженерів. Відтепер фахівці зможуть проєктувати роботів із махаючими крилами, які будуть налаштовані на стабільний політ ще на етапі конструювання. Це означає, що гнучким мікродронам більше не знадобляться важкі датчики зворотного зв’язку чи надскладні процесори для утримання рівноваги. «Раптом ми виявили, що багато форм махаючого польоту мають пасивну стабільність, що спочатку нас здивувало, оскільки попередні роботи показували, що більшість комах, за винятком однієї чи двох, є пасивно нестабільними, звідси й необхідність у нейронних схемах для керування ними», — додала З. Джейн Ванг. Спрощена комп’ютерна модель також допоможе біологам. Її пропонують використовувати як швидший обчислювальний метод для класифікації крилатих видів. Інструмент дасть змогу прослідкувати еволюційний шлях розвитку польоту та зрозуміти, чому певні форми крил чи частоти помахів формувалися і закріплювалися впродовж мільйонів років. Теги:   Птахи Комахи Наукові дослідження Якщо ви знайшли помилку в тексті, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl + Enter