วิธีที่ค้างคาวกระพือปีกปีกของพวกเขาในเที่ยวบินอย่างรวดเร็วสามารถสร้างแรงบันดาลใจให้กับการออกแบบใหม่ของหุ่นยนต์บินได้ตามการศึกษาใหม่
นักวิจัยศึกษาว่าค้างคาวผลไม้ใช้ปีกเพื่อจัดการอากาศรอบตัวพวกเขาอย่างไร ทำความเข้าใจว่ากระบวนการเหล่านี้ทำงานอย่างไรในธรรมชาติสามารถช่วยวิศวกรออกแบบได้อย่างไรหุ่นยนต์บินขนาดเล็กที่รู้จักกันในชื่อ "ยานพาหนะทางอากาศขนาดเล็ก" ด้วยปีกกระพือปีกนักวิทยาศาสตร์กล่าว
"ค้างคาวมีรูปร่างและขนาดของปีกที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับการทำงานของวิวัฒนาการของพวกเขา" Danesh Tafti ศาสตราจารย์ในภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและผู้อำนวยการของวิทยาศาสตร์ความร้อนและวิศวกรรมความร้อนของเหลวในการคำนวณประสิทธิภาพสูงที่เวอร์จิเนียเทคกล่าวในแถลงการณ์ "โดยทั่วไปแล้วค้างคาวมีความคล่องตัวมากและสามารถเปลี่ยนเส้นทางการบินของพวกเขาได้อย่างรวดเร็ว - แสดงความคล่องแคล่วสูงสำหรับการจับเหยื่อ midflight ดังนั้นจึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะรู้ว่าพวกเขาทำสิ่งนี้ได้อย่างไร" -หุ่นยนต์ที่แปลกประหลาดที่สุด 6 ตัวที่เคยสร้างมา-
ค้างคาวผลไม้และค้างคาวอื่น ๆ มากกว่า 1,000 สายพันธุ์มีปีกที่ทำจากเมมเบรนที่มีความยืดหยุ่น "เป็นพังผืด" ที่เชื่อมต่อนิ้วมือของพวกเขานักวิจัยกล่าว โดยทั่วไปแล้วค้างคาวผลไม้จะมีน้ำหนักประมาณหนึ่งออนซ์ (30 กรัม) และปีกที่ยืดออกอย่างเต็มที่สามารถวัดได้ประมาณ 6.7 นิ้ว (17 เซนติเมตร) ยาว Tafti กล่าว
เพื่อตรวจสอบว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้กระพือปีกอย่างไรนักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมการวัดของค้างคาวบินสดและใช้ซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนไหวของสัตว์และการเคลื่อนที่ของการไหลเวียนของอากาศรอบปีกของพวกเขา
พวกเขาพบว่าน่าประหลาดใจที่ค้างคาวสามารถเปลี่ยนการเคลื่อนไหวของปีกของพวกเขาเพื่อเพิ่มแรงที่เกิดจากการกระพือปีก ซึ่งหมายความว่าค้างคาวสามารถเพิ่มพื้นที่ของปีกได้มากถึง 30 เปอร์เซ็นต์เพื่อเพิ่มกองกำลังที่ดีที่สุดเท่าที่จะผลักลง ในทางกลับกันค้างคาวสามารถลดพื้นที่ของปีกได้ด้วยจำนวนที่ใกล้เคียงกับที่มันกระพือขึ้นซึ่งจะช่วยลดแรงที่ไม่เอื้ออำนวยผลักลงและทำให้ค้างคาวค้างอยู่
“ มันบิดเบือนรูปร่างของปีกและขนาดอย่างต่อเนื่องในระหว่างการกระพือ” Tafti กล่าว
โดยการเลียนแบบการเคลื่อนไหวที่กระพือปีกเหล่านี้วิศวกรสามารถออกแบบหุ่นยนต์บินที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นนักวิจัยกล่าว
“ ต่อไปเราต้องการสำรวจการแยกการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนของปีกค้างคาวไปสู่การเคลื่อนไหวที่ง่ายขึ้นซึ่งจำเป็นต้องสร้างหุ่นยนต์บินที่ได้รับแรงบันดาลใจจากค้างคาว” Kamal Viswanath ผู้เขียนร่วมกัน
นักวิจัยยังหวังว่าจะตรวจสอบว่าการเคลื่อนไหวของปีกที่แตกต่างกันไม่ใช่แค่พื้นที่ผิวส่งผลกระทบต่อแรงที่เกิดจากค้างคาวบิน
“ เราต้องการสำรวจการเคลื่อนไหวของปีกค้างคาวอื่น ๆ เช่นค้างคาวในการบินระดับหรือค้างคาวพยายามจัดทำอย่างรวดเร็วเพื่อตอบคำถามรวมถึง: อะไรคือความแตกต่างในการเคลื่อนไหวของปีกและพวกเขาแปลว่าการเคลื่อนไหวทางอากาศและแรงที่ค้างคาวสร้างขึ้นได้อย่างไร? Tafti กล่าว "และในที่สุดเราจะใช้ความรู้นี้เพื่อควบคุมเที่ยวบินของยานพาหนะบินอิสระได้อย่างไร"
การค้นพบโดยละเอียดได้รับการตีพิมพ์ออนไลน์วันนี้ (18 กุมภาพันธ์) ในวารสารฟิสิกส์ของของเหลว
ติดตาม Denise Chow บน Twitter@denisechow- ติดตามวิทยาศาสตร์สด@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
