แมลงวันผลไม้ยักไหล่กลางอากาศการวิเคราะห์ใหม่แสดงให้เห็นว่ายิมนาสติกทางอากาศของแมลงวันนั้นขับเคลื่อนด้วยข้อต่อปีกที่ทำหน้าที่เหมือนของเล่นไขลาน ปล่อยให้แมลงหมุนไปรอบๆ โดยอัตโนมัติ
ข้อมูลเชิงลึกจากการศึกษาซึ่งเผยแพร่ทางออนไลน์เมื่อวันที่ 5 เมษายนในหนังสือทบทวนทางกายภาพสักวันหนึ่งอาจช่วยสร้างหุ่นยนต์ที่บินได้ดีขึ้นแมลงวันผลไม้ตีปีกของมันทุกๆ สี่มิลลิวินาที ซึ่งเร็วกว่าที่เซลล์ประสาทของพวกมันจะยิงได้ และสามารถหมุนได้ 120 องศาใน 18 จังหวะของปีก ผู้ร่วมวิจัยรายนี้ทำให้ Itai Cohen แห่งมหาวิทยาลัย Cornell University สงสัยว่า “การเคลื่อนไหวของปีกถูกควบคุมโดยแมลงมากแค่ไหน และการเดินทางไปพร้อมกับอากาศพลศาสตร์เป็นอย่างไร”
ในการสอบสวน โคเฮนและเพื่อนร่วมงานได้ติดตั้งกล้องความเร็วสูง 3 ตัว
ที่ได้รับการฝึกฝนไว้ตรงกลางกล่องซึ่งมีแมลงวันอยู่ประมาณ 10 ตัว แมลงวันบินผ่านตรงกลางกล่องทำให้กล้องเริ่มหมุนด้วยความเร็ว 8,000 เฟรมต่อวินาที ในเวลาเดียวกัน แผ่นไฟ LED ฉายลวดลายแถบหมุนที่ด้านในกล่องเพื่อหลอกให้แมลงวันกลับรถ
“แมลงวันเห็นสิ่งนี้ และมันก็ทำให้พวกเขาเวียนหัว” ผู้เขียนร่วมการศึกษา Attila Bergou จากมหาวิทยาลัยบราวน์ในพรอวิเดนซ์ รัฐโรดไอแลนด์ ผู้ช่วยทำการทดลองในฐานะนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ Cornell กล่าว “มันสร้างการหมุนที่น่าเชื่อถือและทำซ้ำได้ในแมลงวันเหล่านี้”
นักฟิสิกส์วิเคราะห์วิดีโอเพื่อดึงข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับตำแหน่งของปีกในส่วนที่เกี่ยวกับร่างกาย
Ty Hedrick จากมหาวิทยาลัยนอร์ธแคโรไลนาในแชเปิลฮิลล์กล่าวว่า “ฉันรู้สึกประหลาดใจที่พวกเขาสามารถทำงานได้เช่นเดียวกับที่พวกเขาทำ” “การทำให้ค่าความไม่แน่นอนของการวัดเหล่านี้ต่ำพอที่คุณจะเห็นสิ่งที่ต้องการเห็นนั้นเป็นเรื่องยาก”
ทีมงานพบว่าเมื่อแมลงวันหมุนตัว ปีกข้างหนึ่งจะเอียงมากกว่าอีกข้างหนึ่ง คล้ายกับวิธีที่นักพายเรือดึงไม้พายข้างหนึ่งให้แรงกว่าอีกข้างหนึ่งเพื่อให้เรือหัน ต้องขอบคุณแอโรไดนามิก การเอียงปีกต่างกันเพียง 9 องศาก็เพียงพอแล้วที่จะบินออกไปในทิศทางอื่น
“โดยพื้นฐานแล้วแมลงเหล่านี้กำลังว่ายน้ำในอากาศโดยใช้แรงลากเพื่อพายเรือไปในทิศทางใด ๆ ที่พวกเขาต้องการ” โคเฮนกล่าว
การวิเคราะห์เพิ่มเติมโดยใช้แบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ของแมลงวันและการจำลองตามหลักอากาศพลศาสตร์พบว่าข้อต่อของปีกแมลงวันทำหน้าที่เหมือนสปริงบิดแบบที่พบในของเล่นไขลานหรือนาฬิกาเก่า หากต้องการเปลี่ยนการเอียงของปีกและหมุนตัว สิ่งที่แมลงวันต้องทำคือกระตุกกล้ามเนื้อที่ควบคุมสปริง
“แมลงไม่ต้องคิดอะไรเลย” โคเฮนกล่าว “พวกมันมีระบบธรรมชาติที่ให้แรงบิดในปริมาณที่เหมาะสมไปยังปีก”
นักฟิสิกส์กำลังวางแผนศึกษาเปรียบเทียบแมลงบินอื่นๆ เช่น ผึ้งและแมลงปอ โคเฮนหวังว่าการค้นพบนี้จะช่วยออกแบบหุ่นยนต์บินได้คล่องแคล่วมากขึ้น ซึ่งใช้ประโยชน์จากอากาศพลศาสตร์ของแมลง
“แนวคิดจริงๆ คือ เราจะเริ่มสร้างหุ่นยนต์ที่มีประสิทธิภาพและมีขนาดเล็กลงได้อย่างไร โดยใช้ประโยชน์จากแอโรไดนามิกส์เพื่อทำสิ่งที่พวกเขาทำ แทนที่จะใช้กำลังเดรัจฉานแบบที่เรามักทำสิ่งเหล่านี้” โคเฮนกล่าว “เราอยู่ในยุคมืดเท่าที่จะสร้างอะไรแบบนั้นได้ เราไม่มีที่ไหนเลยในสนามเบสบอล”
คำบรรยายภาพ: กล้องความเร็วสูงและแบบจำลองคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าแมลงวันผลไม้ “ว่าย” อยู่ในอากาศเหมือนเรือพาย
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
