Miten Laserit Ja Suojalaseja Käyttävä Papukaija Voisivat Tukea Lentäviä Robottimalleja

{h1}

Papukaija kuluttaa pieniä, punasävyisiä suojalaseja ja läppäjä lasersäteilevien ilmassa olevien hiukkasten avulla testaamaan tietokoneen malleja, jotka selittävät, miten eläimet lentävät - ja osoittaa, että siellä on parantamisen varaa.

Kevyesti näkyvä sumu roikkuu ilmassa Kalifornian laboratoriossa, joka valaisee laser. Ja läpi se lentää papukaija, joka on varustettu pienen, punaisen sävytyksen suojalaseilla, jotka suojaavat silmiä.

Kun lintu läpäisee sen läpi vesipartikkeleita, siipensä tuottavat häiritseviä aaltoja, jäljittää kuvioita, jotka auttavat tutkijoita ymmärtämään, miten eläimet lentävät.

Uudessa tutkimuksessa tieteenharjoittajien joukko mitasi ja analysoi hiukkasten reitit, jotka oli tuotettu suojalaseilla, jotka ovat valmistaneet suojakäsineitä, ja osoittivat, että aiemmat tietokonemallit siipi-liikkeistä eivät ole yhtä tarkkoja kuin aiemmin ajattelivat. Tämä uusi näkökulma lennon dynamiikasta voisi kertoa tulevista siipi-malleista itsenäisesti lentävissä robotteissa tutkimuksen kirjoittajien mukaan. [Biomimicry: 7 Clever Technologies innoittamana luonteeltaan]

Kun eläimet lentävät, he luovat näkymättömän "jalanjäljen" ilmassa, samanlaisena kuin se, että uimari lähtee veteen. Tietokonemallit voivat tulkita näitä ilmahäiriöitä laskeakseen voimat, joita vaaditaan pitämään lentokone ylöspäin ja kuljettamaan sitä eteenpäin.

Tieteellinen tiedemies oli hiljattain kehittänyt uuden järjestelmän, joka seurasi lennon ilmavirtaa ennennäkemättömällä tasolla. He halusivat verrata parempia havaintojaan useisiin yleisesti käytettyihin tietokonemalleihin, jotka käyttävät herätysmittauksia lentävien eläinten hissin arvioimiseksi, jotta he näkisivät, olisivatko heidän ennustuksensa reilusti.

Parrotleten lento

Tutkimuksessa tutkijat antoivat apua Tyynenmeren parrotletille - eräänlaisen pienen papukai- sen - nimeltä Obi. Obi oli koulutettu lentämään kahden ahven välillä, jotka sijaitsevat noin 1 metrin etäisyydellä toisistaan ​​erittäin hienon vesipisaran sumuista, jotka valaisevat lasersäiliö. Ilman sisältämät vesipartikkelit olivat poikkeuksellisen pieniä, "läpimitaltaan vain 1 mikronia", kertoi tutkimuslaitos David Lentink, apulaisprofessori Stanford Universityssä Kaliforniassa. (Verrattaessa ihmisen karvan keskimääräinen juoste on noin 100 mikronia paksu.)

Obin silmät suojattiin laserin valolta henkilökohtaisilla suojalaseilla: 3D-painettu kehys, jossa on linssejä, jotka on leikattu ihmisten turvalaseista - samanlaista lasia, joita Lentink ja hänen tiiminsä käyttävät.

Kun lasersäde vilkkui ja sammui - nopeudella 1000 kertaa sekunnissa - vesipisarat hajottivat laserin valon ja nopeat kamerat, jotka ampuivat tuhannen millimetrin sekunnissa, tarttivat häiriöitä sisältävien hiukkasten reitit, kun Obi huuhteli ahvenista ahveneen.

Ilmassa olevien hiukkasten jäljittämät mallit antavat tutkijoille mahdollisuuden seurata siiven tarkkoja liikkeitä lennon aikana.

Ilmassa olevien hiukkasten jäljittämät mallit antavat tutkijoille mahdollisuuden seurata siiven tarkkoja liikkeitä lennon aikana.

Luottamus: LentinkLab, Stanfordin yliopisto

Testit osoittivat jotain odottamatonta. Tietokonemallit ennustivat, että kun linnun siivet loivat pyörteistä ilmamallia - joita kutsutaan myös pyörteiksi - ne pysyvät suhteellisen vakaina ilmassa. Mutta kuviot Obi jäljittää alkoi hajota, kun lintu heitti siipensä vain muutaman kerran.

"Olimme yllättyneitä, kun löysimme paperit ja oppikirjat yleensä piirretyistä pyörteistä, koska kauniit donitsiradat osoittautuivat hajoittavaksi dramaattisesti kahden tai kolmen siipien jälkeen", Lentink kertoi WordsSideKick.comille sähköpostissa. Hän selitti, että tämä tarkoitti, että mallit, joita käytetään laajalti eläinlentoja koskevissa tutkimuksissa eläinten hissin laskemiseen sen tuottaman herätteen perusteella, ovat todennäköisesti epätarkkoja.

"Suurten nopeuksien tallennuksen ansiosta pystyimme kaappaamaan tämän ja toistamaan sitä hitaasti, joten voisimme nähdä silmillämme miten vortikat hajoavat ja vaikeuttavat mallien ennustettavuutta", Lentink sanoi.. [Kuvat: Drones Take Flight Etelämantereella ja Arctic]

Lentomallien testaaminen

Tutkijat suorittivat omat laskelmansa siitä, kuinka paljon hissiä Obi syntyi siipiretyksissään käyttämällä laitetta, jonka Lentink-tiimi kehitti vuonna 2015 - suljettu laatikko, joka on varustettu niin voimakkailla voimantunnistimilla, että he pystyivät havaitsemaan laboratorion ilmanvaihtojärjestelmän tuottamaa tärinää, Lentink sanoi lausunnossaan.

He testasivat sitten kolmea eri mallia, jotka liitettiin Obi-lentojen ilmamallien mittauksiin ja verrattiin mallien hissin arvioita omiinsa. Mallit tuotti erilaisia ​​tuloksia - joista kukaan ei vastannut tutkijoiden laskelmia.

Ymmärtäminen siitä, kuinka linnut pysyvät korkealla, voisi auttaa insinöörejä parantamaan lentävien robottien suunnittelua.

Ymmärtäminen siitä, kuinka linnut pysyvät korkealla, voisi auttaa insinöörejä parantamaan lentävien robottien suunnittelua.

Luottamus: LentinkLab, Stanfordin yliopisto

Parempien mallien luominen on tärkeä seuraava vaihe eläinlentojen tutkimiselle, Lentink kertoi WordsSideKick.comille. Obi-näkökulmasta video osoitti, että jopa hitaasti lentävä papukaiutin siipi-liikkeet ovat monimutkaisempia kuin tutkijat olivat odottaneet. Todennäköisemmät vaihtelevat lajit ja eläimet, jotka käyttävät erilaisia ​​lentotekniikoita, mikä viittaa siihen, että nykyiset mallit ovat huomattavasti yksinkertaisempia, tutkimus kirjoittajat kirjoittavat. Niiden päivittäminen auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin eläinten lentämistä ja auttamaan insinöörejä parantamaan lentäviä robotteja - joista monet jäljittelevät eläinten lentokoneita.

"Monet ihmiset tarkastelevat eläinkunnan lennokirjallisuuden tuloksia ymmärtääkseen, kuinka robotin siivet voitaisiin suunnitella paremmin", Lentink sanoi lausunnossaan."Nyt olemme osoittaneet, että yhtälöt, joita ihmiset ovat käyttäneet, eivät ole yhtä luotettavia kuin yhteisö toivoi niiden olevan. Tarvitsemme uusia tutkimuksia ja uusia menetelmiä, jotta tämä suunnitteluprosessi olisi todella luotettavampi."

Tulokset julkaistiin verkossa 5.12. Bioinspiration ja Biomimetics -lehdessä.

Alkuperäinen artikkeli aiheesta WordsSideKick.com.


Video Täydentää: .




Tutkimus


Kuinka Pihvi Toimii
Kuinka Pihvi Toimii

Kuinka Pet Microchipping Toimii
Kuinka Pet Microchipping Toimii

Tiede Uutiset


Tutkijat Pilkkovat Merijäätä Arctic Food Webin Esittelemiseen (Video)
Tutkijat Pilkkovat Merijäätä Arctic Food Webin Esittelemiseen (Video)

Fiery Edgestä: Q & A Hawaii'S Volcano Monitorilla
Fiery Edgestä: Q & A Hawaii'S Volcano Monitorilla

Elf Hyllyssä: Söpö Tai Kammottava?
Elf Hyllyssä: Söpö Tai Kammottava?

Mies Leskihämähäkit Survive Sex By Mounting Immature Neitsyt
Mies Leskihämähäkit Survive Sex By Mounting Immature Neitsyt

Uusi Näkymätön Vesileima Estääkseen Väärennettyjä Valokuvia
Uusi Näkymätön Vesileima Estääkseen Väärennettyjä Valokuvia


FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com