Жужжальца насекомых выполняют функцию гироскопов
Гироскопы измеряют вращение во многих повседневных технологиях, от беспилотных летательных аппаратов до стабилизаторов экранов смартфонов и планшетов.
Хотя многие животные способны двигаться с большей точностью, чем наши лучшие самолеты, гироскопов в природе нет. Ученым известна лишь одна группа насекомых, включая мух, у которой есть
Жужжальца собирают информацию о вращении тела во время полета, что помогает мухам выполнять воздушные акробатические трюки, поддерживать стабильность полета и придерживаться нужного направления. Биологи задались вопросом, как именно другие насекомые без этих датчиков управляют динамикой полета.
Исследование, проведенное в Вашингтонском университете, предполагает, что крылья насекомых способны выполнять функцию гироскопа. Это открытие проливает новый свет на естественный полет и способно помочь с развитием новых сенсорных систем в инжиниринге.
Исследование опубликовано в издании Journal of the Royal Society Interface.
«Результаты меня, прямо скажем, удивили», сообщил аспирант биологии Брэд Дикерсон, соавтор исследования. „Идея относительно крыльев-гироскопов существует давно, однако сейчас впервые появилось объяснение того, как это возможно“.
Дикерсон и аспирант Анника Эберле провели исследование, целью которого было определить, смогут ли насекомые использовать изгиб крыльев для того, чтобы чувствовать вращение тел во время полета.
Сначала ученые разработали модель колеблющейся, гибкой и вращающейся пластины. Для проверки результатов они создали автоматическую модель, установив пластиковое покрытие на двигатель для симуляции колебания крыла, а затем эту структуру установили на второй двигатель, чтобы вращать его.
Выяснилось, что модель крыла искривляется во время махов и вращается вокруг основы, вызывая изменения в напряжении поверхности. Исследователи считают, что напряжение может стимулировать датчики в крыле. Крылья летающих насекомых могут, как гироскопы, предоставлять им гироскопическую информацию.
Аспирант Эберле сообщила, что дополнительная информация о динамике полета может собираться датчиками на созданных в лаборатории крыльях. Это, в свою очередь, может помочь инженерам спроектировать новые эффективные крылья для микротранспорта, вертолетов и турбин. Однако необходимо провести еще больше исследований, чтобы определить, какая связь между гибкостью крыла у насекомых и чувствительностью.
«Пока мы не понимаем, что за принципы лежат в основе этого механизма», заключила она.
Ссылка по теме:
Коли на Землі очікуються магнітні бурі: прогноз до кінця травня
Употребление насекомых в пищу может помочь справиться с изменениями климата: как это возможно
