ΘΕΜΑΤΑ

Έτσι κινούνται τα ιπτάμενα φίδια

Έτσι κινούνται τα ιπτάμενα φίδια



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Με τη βοήθεια φωτογραφικών μηχανών υψηλής ταχύτητας και μοντέλου υπολογιστή, οι μηχανικοί των ΗΠΑ διαπίστωσαν ότι η κίνηση των κυμάτων είναι ζωτικής σημασίας για τη σταθεροποίηση της πτήσης των φιδιών που γλιστρούν ανάμεσα σε κλαδιά δέντρων. Η ανακάλυψη μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη νέων ιπτάμενων ρομπότ.

Πολλά ζώα κυματίζουν το σώμα τους για να κινηθούν στην ξηρά ή στο νερό, αλλά τα μόνα σπονδυλωτά χωρίς άκρα ικανά να το κάνουν στον αέρα είναι τα φίδια που φέρουν (του γένουςΧρυσόπελα). Πίσω από αυτήν την ικανότητα υπάρχει μια φυσική λειτουργία.

Το κυματισμό βοηθά στη σταθεροποίηση της πτήσης αυτών των φιδιών, σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσίευσαν μηχανικοί από το Πολυτεχνικό Ινστιτούτο και το Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια State (Virginia Tech, ΗΠΑ) αυτήν την εβδομάδα στο περιοδικόΦυσική Φυσική.

Χρησιμοποιώντας κάμερες παρόμοιες με αυτές σε μερικές ταινίες του Χόλιγουντ, κατέγραψαν τις κινήσεις αυτών των ερπετών με μεγάλη ταχύτητα. Με αυτόν τον τρόπο επιβεβαίωσαν ότι ισοπεδώνουν το σώμα τους για να επιτύχουν ανύψωση - κάτι που είναι ήδη γνωστό - αλλά επίσης ότι κατά τη διάρκεια των κυματισμών το σχήμα τους αλλάζει συνεχώς καθώς τα οριζόντια και κάθετα κύματα που παράγονται από μυϊκές συσπάσεις κινούνται.

Το γεγονός ότι οι ερευνητές εντόπισαν την παρουσία ενός κατακόρυφου κύματος κατά την ολίσθηση στον αέρα υποδηλώνει ότι τα ιπτάμενα φίδια χρησιμοποιούν κυματισμό για κάτι περισσότερο από το να κινούνται οριζόντια στον αέρα. Για να αναλύσουν ολόκληρη τη διαδικασία με περισσότερες λεπτομέρειες, δημιούργησαν ένα υπολογιστικό μοντέλο που προσομοίωσε την πτήση του φιδιού με και χωρίς κυματισμούς.

Οι προσομοιώσεις αποκαλύπτουν ότι όταν ρίχνονται φίδια και δεν κυματίζουν, φαίνεται να «κυλούν» και πέφτουν σε μικρή απόσταση. Ωστόσο, όταν συμπεριλαμβάνεται κυματισμός, οι κατολισθήσεις είναι πιο σταθερές και τα φίδια προχωρούν περισσότερο. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με άλλα ζώα που χρησιμοποιούν κυματισμό μόνο για δύναμη.

Σύμφωνα με τη μελέτη, «παρόλο που οι προσομοιώσεις κατολισθήσεων χωρίς κυματισμούς έφτασαν σε μια ορισμένη οριζόντια απόσταση, είναι βιολογικά μη ρεαλιστικές και αποτυγχάνουν λόγω της αστάθειας της κίνησης. Αντιθέτως, η συμπερίληψη της αυλάκωσης σταθεροποιεί την περιστροφική κίνηση και αυξάνει σημαντικά την απόδοση ολίσθησης.

Βιοεμπνευσμένα ιπτάμενα ρομπότ

Οι συγγραφείς προτείνουν ότι αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν στο σχεδιασμό βιο-εμπνευσμένων ιπτάμενων ρομπότ ικανών να γλιστρήσουν χρησιμοποιώντας τον ίδιο μηχανισμό: «Αυτή η εργασία δείχνει ότι η αερομεταφερόμενη κυματωγή στα φίδια εκτελεί διαφορετική λειτουργία από την κυματιστή που είναι γνωστή σε άλλα ζώα και προτείνει ένα νέο πρότυπο έλεγχος για ιπτάμενα ρομπότ ».

Σε ένα παράλληλο άρθρο που δημοσιεύθηκε επίσης στοΦυσική Φυσικής, ο ερευνητής Jim Usherwood του Πανεπιστημίου του Λονδίνου δημοσιεύει ένα πολύ ενδεικτικό σύντομο χρονογράφημα της διαδικασίας και σχολιάζει: «Όποιος έχει κάνει ποτέ χάρτινο αεροπλάνο και έχει απογοητευτεί όταν βγαίνει εκτός ελέγχου, χτυπά το έδαφος, ξέρει Μπορεί να είναι δύσκολο να επιτευχθεί η κατάλληλη εφαρμογή και σταθερότητα στον προγραμματισμό. Αλλά κατά κάποιο τρόπο, τα ιπτάμενα φίδια ξέρουν πώς να γλιστρούν χωρίς να πέσουν. "


Αναφορά:

Isaac J. Yeaton, Shane D. Ross, Grant A. Baumgardner, John J. Socha. "Η κυματισμός επιτρέπει την ολίσθηση στα ιπτάμενα φίδια."Φυσική Φυσική, Ιούνιος 2020.


Βίντεο: Το χωριό των φιδιών στην Κίνα (Αύγουστος 2022).