جام جم آنلاين: به منظور ارتقاي نسل بعدي پرنده‌هاي روباتيك كه به اندازه حشره هستند، محققان دانشگاه جان هاپكينز در نظر دارند با استفاده از دوربين‌هاي سرعت بالا و بررسي يكي از زيباترين حشرات روي كره زمين به اين مهم دست پيدا كنند.
محققان اميدوارند بتوانند با حل شدن اين موضوع كه سنجاقك‌ها چگونه با ظرافت و چالاكي خاصي در ميان انبوه گل‌ها پرواز مي‌كنند روبات‌هاي بسيار كوچكي بسازند كه قادر به تقليد روش‌هاي پروازي و مانوري سنجاقك‌ها باشند.
سازمان دفاعي ايالات متحده كه بودجه اين تحقيقات را تامين كرده، حامي طرح‌هايي است كه هدف آنها توليد پرنده‌هاي بسيار كوچك براي انجام ماموريت‌هاي امداد و نجات، كشف و شناسايي و ماموريت‌هاي نظارت بر محيط زيست بدون به خطر انداختن زندگي انسان‌هاست.
اين ابزارها معمولا با نام ميكروابزارهاي هوايي يا MAVs شناخته مي‌شوند.
خصوصا براي انجام ماموريت‌هاي نظامي اين ميكروپرنده‌ها بايد توانايي پرواز موفق در محيط‌هاي پيچيده شهري را، جايي كه فضاهاي تنگ و بادهاي آشفته وجود دارد داشته باشند.
به اين منظور روبات‌هاي پرنده بايد بتوانند با سرعت بالايي گردش كنند، اما مشكلي كه در اين راه وجود دارد فقدان مانورپذيري اين روبات‌هاست.
براي پرداختن به اين نقص و برطرف كردن آن، محققان شروع به مطالعه سنجاقك‌ها كرده‌اند. معمولا حشرات وقتي پرواز مي‌كنند قادر به انجام مانورهاي خيره‌كننده پروازي هستند.
محققان بر اين باورند كه در مسير طراحيMAVs چيزهاي زيادي مي‌توان از حشرات پرنده آموخت.
پروفسور راجات ميتال ناظر اين پروژه مي‌گويد: اين تحقيقات نه‌تنها به موضوعات مربوط به طراحي الهام گرفته از طبيعت مي‌پردازد، بلكه نيم‌نگاهي هم به سوالات اساسي در زيست‌شناسي مربوط به محدوديت‌ها و توانايي‌هاي حشرات پرنده دارد.
با استفاده از دوربين‌هاي بسيار سريع، محققان توانستند چگونگي تغيير مسير در اثر تغيير حالت بدن سنجاقك‌ها را مطالعه كنند. اين تغييرات در گردش‌ها و چرخش‌هاي سريع هوايي كمك زيادي به سنجاقك‌ها مي‌كند.
نتايج اين تحقيق در نشست سالانه انجمن فيزيك آمريكا در بخش مكانيك سيالات ارائه شده و جايزه دوم نشست منطقه‌اي موسسه آمريكايي هوانوردي و فضانوردي را از آن خود ساخته است.
اسكيت بازها زماني كه مي‌خواهند روي يخ سريع‌تر بچرخند دست‌ها را به بدن نزديك مي‌كنند و هنگامي كه مي‌خواهند سرعتشان را كم كنند، بازوها را از بدن فاصله مي‌دهند.
اين وضعيت باعث تغيير توزيع مكاني جرم بدن اسكيت باز شده و نهايتا باعث تعديل ممان اينرسي مي‌شود. اين كار به نوبه خود به چرخش بدن اسكيت باز كمك مي‌كند. يك حشره هم ممكن است قادر به انجام چنين كاري به كمك بدن و بال‌هايش باشد.
سرعت بال‌هاي سنجاقك به حدي است كه با چشم غيرمسلح قادر به ديدن تاكتيك پروازي او نيستيم. پس براي ثبت دقيق مسير و تركيب بدن سنجاقك‌هاي رنگارنگ نياز به دوربين‌هاي سريع با وضوح بالاست.
محققان اين كار را به كمك دوربين‌هايي كه قادر به ثبت 3000 فريم در ثانيه هستند، انجام دادند. بد نيست بدانيم دوربين‌هاي معمولي بين 24 تا 60 فريم در ثانيه فيلم مي‌گيرند.
محققان دوربين‌هاي خود را در داخل يك محفظه آكواريوم مانند بزرگ روي يك پايه ثابت قرار دادند. با رها كردن سنجاقك‌ها در اين محفظه و به محض رسيدن آنها جلوي لنز دوربين، عكسبرداري آغاز مي‌شد و به اين ترتيب عكس‌هاي زيادي از مانور پروازي حشرات گرفته شد.
سنجاقك‌ها در هر ثانيه حدود 25 بار بال مي‌زنند. چينش سه دوربين به محققان كمك مي‌كرد ضمن ضبط تصاوير سه بعدي قادر به آناليز كردن حركت بال و فرم بدن سنجاقك‌ها شوند.
پيشتر دانشمندان معتقد بودند، جرم بسيار پايين بال‌هاي سنجاقك تاثيري در تغييرات توزيع مكاني بال‌ها نداشته و در پايداري و مانورپذيري سنجاقك بي‌تاثير است.
اما اكنون به اين نتيجه رسيدند كه اين باور صحيح نبوده يا حداقل براي حشراتي مانند سنجاقك درست نيست، تغيير در ممان اينرسي كه با توزيع مكاني جرم مرتبط است نقش بسيار مهمي در پرواز سنجاقك‌ها دارد.
sciencedaily - مترجم: آتنا حسن‌آبادي