Ερευνητές από το RMIT University και το University of Bristol ανέπτυξαν ένα ρομποτικό αντίγραφο γερακιού για να μελετήσουν πώς τα πτηνά διατηρούν σταθερή αιώρηση σε συνθήκες έντονης αναταραχής, με στόχο τη βελτίωση της συμπεριφοράς μικρών μη επανδρωμένων αεροσκαφών.
Τα μικρά UAVs χρησιμοποιούνται ήδη ευρέως σε εφαρμογές όπως φωτογράφιση από αέρος, επιχειρήσεις διάσωσης, γεωργική παρακολούθηση και μεταφορά δεμάτων. Ωστόσο, συχνά καθηλώνονται όταν οι ατμοσφαιρικές συνθήκες γίνονται πολύ ασταθείς. Με την κλιματική αλλαγή να αναμένεται να αυξήσει την ένταση της ατμοσφαιρικής αναταραχής, η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα πουλιά αντιμετωπίζουν τέτοιες συνθήκες αποκτά ιδιαίτερη σημασία για τη σχεδίαση πιο σταθερών ιπτάμενων συστημάτων.
Το γεράκι ως πρότυπο σταθερής πτήσης
Το γεράκι nankeen kestrel θεωρείται ένα από τα πιο σταθερά ιπτάμενα πτηνά, ικανό να αιωρείται ακόμη και σε δύσκολες συνθήκες ανέμου. Οι ερευνητές κατέγραψαν τις κινήσεις του σε αεροσήραγγα του Royal Melbourne Institute of Technology χρησιμοποιώντας τεχνολογία motion capture.
Όπως εξηγούν οι επιστήμονες, τα πτηνά δεν αντιδρούν στον άνεμο με μία μόνο σταθερή συμπεριφορά. Αντίθετα, προσαρμόζουν συνεχώς φτερά και ουρά, ενώ η ευκαμψία των φτερών τους απορροφά απότομες αλλαγές ροής αέρα. Παράλληλα, διαθέτουν εξαιρετικά γρήγορη αίσθηση των διαταραχών, γεγονός που τους επιτρέπει να διατηρούν τον έλεγχο της πτήσης.
Το ρομποτικό αντίγραφο και τα νέα δεδομένα
Για να μελετηθούν αυτές οι μικροκινήσεις με μεγαλύτερη ακρίβεια, δημιουργήθηκε ένα ρομποτικό μοντέλο που αναπαράγει τις βασικές κινήσεις των φτερών και της ουράς του γερακιού. Μέσω αυτού του συστήματος, οι ερευνητές μπόρεσαν να μετρήσουν με ακρίβεια τις δυνάμεις που συμβάλλουν στη σταθεροποίηση της πτήσης.
«Δημιουργώντας ένα ρομποτικό αντίγραφο, μπορέσαμε να δούμε πώς συγκεκριμένες κινήσεις συμβάλλουν στη σταθερότητα της πτήσης», ανέφερε ένας από τους ερευνητές. Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν πολλαπλές τεχνικές σταθεροποίησης, οι οποίες θα μπορούσαν να βελτιώσουν τη συμπεριφορά μικρών αεροσκαφών σε παρόμοιες συνθήκες.
Εφαρμογές στη σχεδίαση drones
Η έρευνα δείχνει ότι η βιομίμηση πτηνών μπορεί να οδηγήσει σε πιο ανθεκτικά και ευέλικτα UAVs. Τα ευρήματα αναμένεται να αξιοποιηθούν για τη βελτίωση της ικανότητας πτήσης σε περιβάλλοντα με έντονη αναταραχή, κάτι που αποτελεί σημαντικό περιορισμό για τις σημερινές τεχνολογίες.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν τώρα να μελετήσουν και τον τρόπο με τον οποίο τα γεράκια αντιλαμβάνονται τις μικρές μεταβολές στο περιβάλλον τους, με απώτερο στόχο την εφαρμογή των γνώσεων αυτών τόσο σε μικρά όσο και σε μεγαλύτερα αεροσκάφη.