Здатності птахів до маневрування в складних умовах можуть допомогти конструкторам безпілотних літальних апаратів.
Завдяки життю в міському середовищі з досить складним ландшафтом голуби набули високої маневреності. Вчені вирішили з'ясувати, яким чином птахи керують своїм тілом у польоті.
До недавнього часу більшість досліджень пташиного польоту зводилися до спостереження за тим, як птахи летять по прямій лінії. Але в польоті, як і при водінні автомобіля, майстерність проявляється насамперед у вмінні маневрувати.
Щоб вловити кожен рух птаха, в Гарвардському університеті розробили спеціальну систему спостереження, що включає кілька високошвидкісних камер. Птахи, а їх в експерименті було вісім, отримали по крихітному рюкзачку з батарейками для світлодіодів, закріплених на ногах, голові і крилах для відстеження кожного руху. Спочатку птахи літали по вузькій довгій кімнаті. Потім завдання ускладнили, і на шляху голубів з'явилася решітка з відстанню між прутами в 30 сантиметрів. З таким завданням птахи впоралися, затримуючи крила у вертикальному положенні. Коли щілину скоротили до 11 сантиметрів, птахам довелося змінити тактику: щоб не зачепити межі решітки, вони стали притискати крила до корпусу.
В іншій серії дослідів вчені спостерігали за тим, як голуби в польоті здійснюють поворот на 90 градусів. Проаналізувавши відео, записане зі швидкістю 250 кадрів на секунду, і дані, отримані із закріплених на птахах датчиків, дослідники виявили, що поворот починається зі зміни положення голови, а слідом за нею відбувається поворот тулуба.
За словами доктора Чарльзя Вільямса, одного з авторів дослідження, в наступній серії дослідів планується дізнатися, як птахи літають по лісу. Для цього доведеться використовувати датчики, подібні тим, що використовуються в смартфонах і планшетних комп'ютерах для збереження орієнтації зображення на екрані при повороті пристрою.
Вчені читають, що отримані дані можуть бути використані для розробок комп'ютерних програм, що керують безпілотними літальними апаратами. Висока маневреність може стати в нагоді літаючим роботам, наприклад, для розвідки при пошуково-рятувальних операцій після землетрусів та інших стихійних лих.
Біомеханіка останнім часом все ближче підбирається до розгадки таємниці польоту тварин. Минулого року вчені з Курантовського інституту університету Нью-Йорка проводили досліди з моделями жуків. Виявилося, що чим вище зміщений центр тяжкості, тим стабільніше об'єкт тримається в повітрі. Якщо баланс зміщувався, вихор повітря тут же виштовхувався з іншого боку, і тіло автоматично приходило в рівновагу. Моделі ж з масивною нижньою частиною практично не могли балансувати.
Інша група дослідників з Браунівського університету (США) займалася польотом кажанів з точки зору енергоефективності. Адже така невелика за розміром тварина, як кажана, має витрачати багато енергії на політ. З'ясувалося, що складати і розправляти крила вигідніше, ніж тримати їх розправленими під час усього польоту. Знову ж таки для збереження енергії кажани не люблять літати в дощову погоду: через зростаючу втрату тепла і збільшення ваги мокрих крил енерговитрати на політ збільшуються майже вдвічі.
Дивіться відео по темі:У роботі літаючий робот
На фото голуб, який бере участь в експерименті (автор David Williams).