Robot drónok lepkeszárnyon

A lepkék azért képesek olyan hatalmas fürgeséggel repülni, mivel a különböző szárnycsapások egész tárházát vonultatják fel, írja egy tanulmány, mely segítheti a robot hadviselés következő lépcsőfokát, a fürge, kisméretű drónok kutatását.

A repülő rovarok régóta elbűvölik a repülőgép-tervezőket látszólag fáradhatatlan lebegőképességükkel és azonnali irányváltoztatásukkal, ami akár 180 fokos fordulatot is jelenthet. Meglehetősen nehéz meglátni, hogyan is hajtják végre e lények trükkjeiket, mivel annyira kicsik, és szárnyaik rendkívül gyorsan mozognak.

A legtöbb kísérlet során egy tengely körül forgó pálcára ragasztják a rovart, és filmre veszik, amint szárnyaival vergődik. Egyesek ily módon kiélhetik szadista hajlamaikat ugyan, ám aligha kapnak képet a repülés természetes körülményeiről.

Az Oxfordi Egyetem két zoológusa egy olyan új megközelítéssel állt elő, melyről úgy hiszik, hogy fényt deríthetnek a rovarvilág aerodinamikai akrobatikáira. Lepkéket tanítottak be, hogy azok szabadon szárnyaljanak egy szélcsatornában művirágok között, majd füstgomolyagot fújnak szárnyaik fölé, mialatt a rovarok előre és hátra mozognak. A látható turbulenciát ultragyors kamerával rögzítették, mely bizonyítékot nyújt, hogy a pillangók ideges repülése elegáns szárnymunkát takar.

"A lepkék csapongása nem véletlenszerű, kiszámíthatatlanul tévelygő, hanem az aerodinamikai mechanizmusok széles körű uralmából adódik" - írja a Nature magazinban Robert Srygley és Adrian L. R. Thomas.


Mindenekelőtt a lepkék sajátossága a rendkívül hajlékony szárnyak, melyek enyhén rotáló szárnycsapásokkal párosulnak, hogy megváltoztassák a szárny belépőélét, azaz elülső részét minden fel- és lecsapás során. Az eredmény egy olyan repülés, ami ingatagnak látszik számunkra, valójában viszont rendkívül hatékony, mivel kicsi a turbulencia. Egyfajta belépőél örvényt hoz létre, melyben a szárny elülső része körkörös turbulenciát kelt. A rovar finoman felhasználja ezt a hullámzást amikor lebeg, újrahasznosítva a hajtóerőt, hogy emelkedést biztosítson magának, ezáltal energiát takarítva meg.

Egy másik csapásban, melyet már korábban dokumentáltak, a lepke összeérinti szárnyait, majd gyorsan széttárja azokat. Ez a mozdulat rövid örvényt eredményez, ami egy kicsivel nagyobb emelkedést ad.

A munka azonban túlnyúlik a zoológia berkein, egészen a legtitkosabb katonai kutatási területekre vezet. Tervezők keményen dolgoznak parányi repülő robotok új generációján, melyeket a katonai és terrorista elhárító akciókban felderítési feladatokra használhatnak. Egyes mikrorepülők, melyek nem lehetnek hosszabbak vagy szélesebbek 15 centiméternél, szárnycsapásokat használnak a mozgáshoz, ami nagy haladást mutat a miniatürizálásban, azonban rendkívül messze vannak a madarak vagy a rovarok repülési hatékonyságától.

"Egy légy kevesebb számítási erővel rendelkezik, mint egy kenyérpirító, mégis a rovarok sokkal agilisabbak, mint a szupergyors digitális elektronikákkal felszerelt repülőszerkezetek" - mondta Rafal Zbikowski, a Brit Királyi Katonai Tudományok Egyetemének tudósa egy nyilatkozatában. "Még rengeteg tanulnivalónk van a rovarok repüléséről, mely folyamatosan finomodott a több mint 300 millió éves evolúciós történelmük során."