دراسة تشرح تجربة لتصميم روبوتات مجنحة في المستقبل

أجريت دراسة جديدة نُشرت في مجلة "Bioinformatics and Biomimetics"، على طائر يدعى " أوبي"، والذي أطلق مرتديًا نظارات خاصة تمكنه من الطيران عن طريق الليزر في محاولة لمعرفة المزيد  عن كيفية ارتفاع الطيور عند الطيران، ويأمل الباحثون أن تساعد هذه النتائج في تصميم الطائرات من دون طيار والروبوتات الطائرة مستقبلياً.

ويعد الطائر المشارك في التجربة من أصغر أنواع الببغاوات، وتدرب على الطيران من خلال أشعة الليزر بواسطة باحثين في جامعة ستانفورد، وتمكن الباحثون من قياس الدوامات أو كتلة الهواء المحيطة بالطائر عند التحليق لاختبار نظريات قائمة بالفعل حول هذا الموضوع، وأوضحت ديانا تشين طالبة الدراسات العليا والمؤلفة المشاركة في الدراسة: " الهدف من دراستنا هو المقارنة بين النماذج المختلفة لمعرفة ما يولده الطائر أو أي حيوان أخر يطير عند التحليق، وتبين لنا أن النماذج الثلاثة المستخدمة التي  جربناها كانت غير دقيقة لأنها اعتمدت على افتراضات ليست صحيحة بالضرورة".

واعتمد العلماء على هذه النماذج التي تفسر كيفية تدفق الهواء الناتج عن تحليق الحيوانات لفهم كيفية دعم توازن أجسامهم عند الطيران، ويمكن الرجوع إلى هذه النتائج عند العمل على الروبوتات الطائرة والطائرة من دون طيار المستوحاة من علم الأحياء من خلال هذه الحيوانات.

وتعد الروبوتات المستوحاة من علم الأحياء تخصص المهندس في جامعة ستانفورد ديفيد لينتينك والذي صمم  أحد طلابه أول روبوت يمكنه الإقلاع والهبوط عموديًا مثل الحشرة بجانب روبوت بأجنحة يتغير شكلها عند الانزلاق، وتم تصميم نظارات خاصة للطائر لإجراء التجربة وطباعتها بشكل ثلاثي الأبعاد، وتضم النظارات علامات عاكسة على الجانب بحيث يمكن للباحثين تتبع سرعة الطيور، وتم تدريب الطائر على ارتداء النظارات والطيران بها، ثم يحلق الطائر وفقًا لجسيمًا من الليزر عبر الجو، وعندما يحلق الطائر تجعل حركة أجنحته حركة الجزيئات مضطربة ما يولد سجلًا مفصلًا عن الدوامات الجوية التي تنشئها الرحلة، وهو ما منح الباحثين صورة أوضح عما يحدث عقب طيران الحيوانات.

ووجدت الدراسة أن الدوامات الهوائية الناتجة عن رحلة الطيور تتشتت بطريقة دراماتيكية مفاجئة، وطبق الباحثون النماذج الثلاثة السائدة لقياس معدل تحليق الحيوانات لكنها فشلت في التنبؤ بالنتيجة الفعلية لخفقان الطاير، ما يعني أن النظريات القائمة ربما تكون غير دقيقة وغير كافية لتصميم الروبوتات الطائرة في المستقبل ما يعني أن هناك حاجة إلى نموذج جديد.

وأوضح ليتنيك "ينظر العديد من الناس إلى نتائج رحلات الحيوانات لفهم كيفية تصميم روبوت مجنح بشكل أفضل، والآن تبين أن المعادلات التي يستخدمها الناس لا يمكن الاعتماد عليها، ونحن في حاجة إلى دراسات جديدة وأساليب جديدة تفيد في عملية التصميم بشكل أكثر موثوقية".