A kaliforniai Stanford Egyetem kutatócsoportja kifejlesztett egy tollas szárnnyal repülő robotot, melyet a galambok ízületeinek működése alapján modelleztek. Ahogy az a Science News portál beszámolójából is kiderül, a madarak tollaik legyezőszerű mozgatásával váltják szárnyuk alakját, repülési technikájuk ezért kifinomultabb, mint a merev szárnyú drónoké.

PigeonBot megépítéséhez a kutatók mindenekelőtt alaposan feltérképezték, hogy irányítják a galambok ízületei szárnytollaik mozgását, majd ennek mintájára formálták a robotgalamb szárnyait, amik ezáltal képesek hasonlóan változtatni alakjukat.

Kutatásuk más fontos eredményt is hozott, mivel rájöttek, hogyan alkothatnak mozgékonyabb, gyorsabb légi szerkezeteket a jövőben. Tollas szárnyaival PigeonBot kiválóan manőverezik zsúfolt helyeken, épületek között vagy akár erdőben is, valamint könnyen navigál a kedvezőtlen légköri körülmények között.

A kutatócsapat galambtetemek szárnymozgását tanulmányozta, hogy megállapítsák, miként változtatják szárnyuk alakját. Kiderült, hogy a repüléshez használt tollakat a csukló- és ujjízület szöge befolyásolja leginkább. A szakemberek a megszerzett tudással a zsebükben vágtak neki a a valódi galambtollakkal és mesterséges ízületekkel ellátott robotgalamb megépítésének, amely sokkal kecsesebben repül a hagyományos drónokhoz képest.

David Lentink, az egyetem biológus-mérnöke szerint külön izgalom, hogy PigeonBot szárnyaival olyan szimulációkat is elvégezhetnek, amit élő madarakkal nem tennének.

A kutató mindemellett arra is kíváncsi volt, képes-e a madár röptének kormányozására bal vagy jobb ujjízületének hajlításával. „Lehet valaki bármilyen jó madáridomár, arra képtelen rávenni az állatot, hogy csak az ujját mozdítsa” – mondja Lentink. Az irányítható robotgalambbal azonban kiküszöbölték a problémát: a repülési teszteken megfigyelhették, hogy ha a robotgalamb egyik szárnyának adott ujjízületét megmozdították, döntött szárnyú fordulást tett.

Ez egyúttal azt is jelenti, hogy az egyetem munkatársai elsőként bizonyították, hogy a madarak gyakran ujjaik mozgatásával kormányoznak a levegőben.

Lentinék nem vártak sokáig egy következő tanulmány publikálásával, amit a Science tudományos lap közölt; ebben azt vizsgálták, miért nem alakulnak ki rések a tollak között, amikor a madár kitárja szárnyait. Amikor a tollakat egymásra csúsztatták, majd legyezőszerűen széttárták, azok eleinte könnyen elcsúsztak egymáson, majd egy ponton megakadtak. A kutatók által használt elektron- és röngtenmikroszkópos felvételek megmutatták, hogy a tollak felső lapján apró horgok találhatóak, amelyek beleakadnak a másik toll alsó lapjának peremébe, valahányszor kiterjesztésükkor egymáson elcsúsznak. Ezek az úgynevezett mikroszkopikus horgok egymás mellett tartják a szárnyakat, egyúttal biztosítják, hogy ne keletkezzen rés repülés közben.

Mit taníthat nekünk az állatvilág a repülő robotokról?

Erre a kérdésre kereste a választ Ben Parslew, a Manchester Egyetem biomechanikai mérnöke. A szakember egészen pontosan azt az ugró mozdulatot kívánta lemodellezni, melyet a madarak felszállás előtt végrehajtanak.

"A robotok ma még kerekeken gurulva közlekednek, de gondoljunk csak bele, milyen nagyszerű lenne, ha egy mozdulattal átugorhatnák a lehetséges akadályokat. Hogy megtaláljam a válaszokat, a természethez fordultam. Kiderült, hogy a madarak felettébb jó ugrók." - írja Parslew a Scientific American magazin bejegyzésében.

Ha a fizika törvényeit nézzük, hasonló mozdulatoktól a madarak felszállás helyett csőrükkel előre a földre borulnának, azonban ez nem történik meg. A mérnök és csapata ezért számítógépen lemodellezte az állatok mozgását. Rájöttek, hogy gyorsulás közben azok kissé hátraforgatják testüket, ami megkönnyíti felszállásukat. Plusz rugalmas lábuk, illetve lábujjízületeik szintén megvédik őket a zuhanástól. Parslew úgy véli, az általuk felfedezett információnak a jövőben nagy hasznát vehetik a mérnökök nemcsak ugráló, de biztosabban repülő eszközök tervezéséhez.

Michael Habib, a Dél Kaliforniai Egyetem biomechanikusa ugyan nem vett részt a tanulmányban, de véleményével tovább gazdagította tudásunkat az élővilág nagyszerűségéről. Mint mondta, az állatok olyan összetett mozdulatokra képesek, melyekre a tengelyek és a kerekek nem.

"Egy százméteres távon bármelyik házimacska megverné a Lamborghini Diablot, a bársonytalpúaknak ugyanis induláskor nincs szükségük gyorsulási időre. Hasonló a helyzet a madarak felszállásánál, hiszen azoknak sem kell előtte 'bemelegíteniük'."

Hozzátette: ha az emberiség felfedi az élőlények hasonló titkait, a jövőben olyan szuperrobotokat alkothat, amelyek nemcsak gurulnak, de repülnek és mesterien landolnak.

(Forrás, Fotó: Techchrunch, Needpix)