Udstyret med et lille par beskyttelsesbriller er papegøjen Obi modigt uklarhed og lasere for at hjælpe forskere med at lære, hvad der sker, når en fugl klapper vingerne.
Forskere har længe kendt, hvordan fly flyver og bruger vindtunneler til kontinuerligt at teste og opdatere nyt design. Men dette fungerer ikke for at studere flapping af fuglevinge, og de fleste forslag til, hvordan dette fungerer, er teoretiske. Men forskere ved Stanford University regnede for nylig en måde at sætte disse teorier på prøve, rapporterer Liat Clark for Wired . Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Bioinspiration & Biomimetics.
Ledende forfatter Eric Gutierrez trænede Obi til at flyve gennem en sky af mikron-størrelse aerosolpartikler belyst af et ark med lasere. Dette gjorde det muligt for forskerne at visualisere luftstrømmene skabt af Obis vinger.
”Når fuglen klapper med vingerne, bevæger den sig disse partikler, ” fortæller Chin til Clark. ”I dette plan kan vi visualisere, hvordan små partikler bevæger sig og derefter beregne hastighedsfeltet. Baseret på disse hastighedsfelter skal vi teoretisk kunne beregne den løftekraft, som fuglen genererer under flugt. ”
Men der var en komplikation. At flyve gennem lasere er ikke let på øjnene, så Gutierrez og maskiningeniør David Lentink designet et par specielle beskyttelsesbriller til Obi. De skar beskyttende plastik fra et par menneskelige beskyttelsesbriller og monterede det i 3D-trykte stikkontakter, der er fastgjort med veterinærbånd. Brillerne havde også reflekterende markører på siderne for at hjælpe med at beregne papegøjens hastighed, ifølge pressemeddelelsen.
Tidligere modeller antog, at fugle og flyvende dyr arbejdede efter principper, der ligner, men ikke nøjagtigt, flyvinger. Med fly flyder luft over og under vingen og skaber løft og producerer en roterende masse af luft i dens kølvandet kaldet virvler, som bryder hundreder af meter bag det. Forskere mente hvirvler produceret af fugle opførte sig på en lignende måde. Obis flyvning viste, at det ikke er tilfældet.
I stedet for, ifølge Clark, brydes virvlerne, som fuglen producerer, inden for to til tre vingeslag, og meget tættere på fuglen og meget mere voldsomt. De sammenlignede deres målinger med de tre fremherskende modeller af, hvor meget liftfugle der producerer med hver vingeslag. Hvad de fandt, er, at ingen af modellerne forudsagde nøjagtigt liften, der blev genereret af fuglen.
”Hvis man ser på det klassiske billede af dyreflugt, tænker vi altid på disse dyr, der genererer dejlige glatte hvirvler, men de viser sig faktisk at være meget mere komplekse, ” siger Lentick i en video, der forklarer forskningen. ”Det er et udgangspunkt for os at nu virkelig finde ud af, hvordan disse dyr flyver.”
Det er også vigtigt for fremme af flyvende droner og robotter, som vil bevæge sig meget mere som fugle end fastvingede fly. ”Mange ser på resultaterne i dyreflugtlitteraturen for at forstå, hvordan robotvinger kunne designes bedre, ” siger Lentink i pressemeddelelsen. ”Nu har vi vist, at ligningerne, som folk har brugt, ikke er så pålidelige, som samfundet håbede, at de var. Vi har brug for nye undersøgelser, nye metoder til virkelig at informere denne designproces meget mere pålideligt. ”
