ハチドリの小さなフレームは、 巨大な影 オーバー ドローンおよび航空機産業—認識できる正確な飛行とホバリング操作は、人工翼やその他のプロペラのインスピレーションとして長い間使用されてきました。 しかし、彼らが影響力を持っているのと同じように、鳥の動きについて理解されていることの多くは、現実の環境と人工的な環境の両方での飛行活動の観察から主に引き出されています。
この比較的限られた知識は、ペンシルベニア州立大学の研究者によって最近「リバース エンジニアリング」によって大幅に拡張されました。 ハチドリの羽の筋骨格系 小さな鳥類の動きに関して、これまでで最高の詳細のいくつかを提供します。 現在、次世代のドローンの設計者は豊富な新しい情報を利用できるようになっています。
彼らの新しいモデリング方法を知らせるために、チームは既存の解剖学文献、計算流体力学シミュレーション データ、およびマイクロ CT と X 線スキャンによってキャプチャされた翼の動きの組み合わせを利用しました。 次に、この大量の情報を、進化戦略に基づく最適化プログラムである遺伝的アルゴリズムとして知られているものと組み合わせて、ハチドリの飛行の最も繊細な側面のいくつかに関する新しい洞察を得ました。
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「ハチドリの翼の再構築された動き全体をシミュレートし、翼に作用するすべての圧力を含む、羽ばたき翼によって生成されるすべての流れと力をシミュレートできます」と、ペンシルベニア州立大学の機械工学教授である Bo Cheng は 大学の発表 今月上旬。
彼らの新しいモデリング システムから得られた主な発見の 1 つは、「フライト エンジン」として (真剣に) 知られているハチドリの主要な筋肉が、翼を前後に羽ばたかせるだけではないことです。 代わりに、彼らは実際に翼を上下、前後、ねじりまたはピッチングの 3 つの異なる方向に動かします。 研究者は、敏捷性と安定性を向上させるために運動しながら、体幹の筋肉を引き締めるような動作になぞらえました。
「彼らはピッチ方向と上下方向に翼を引き締めますが、前後方向に沿って翼を緩めたままにします。そのため、パワーマッスルまたは飛行エンジンが実際に作動している間だけ、翼が前後に羽ばたくように見えます。翼を 3 方向すべてに引っ張ります」と Cheng 氏は説明します。 「このように、翼は上下の動きやひねりの動きにおいて非常に優れた敏捷性を持っています。」
追加のテスト検証はまだ必要ですが、チームは、彼らの観察が、より正確なハチドリの生体模倣に依存する将来のドローン技術の進歩にプラスの影響を与える可能性があると確信しています.