David Lentink จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดยืนอยู่ข้างนกภายในส่วนทดสอบของอุโมงค์ลม (เครดิตภาพ: ลินดา ซิเซโร่)อุโมงค์ลมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสําหรับนกสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เรียนรู้ความลับของความสามารถทางอากาศของนกและแปลเป็นโดรนที่เป็นผู้เชี่ยวชาญในการบินผ่านสภาพที่ขรุขระและปั่นป่วน
เครื่องบินไร้คนขับที่เรียกว่าโดรนไม่น่าเชื่อถือในความปั่นป่วนอย่างหนัก David Lentink ผู้ช่วย
ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว ในขณะเดียวกันนกก็ดูเหมือนจะแล่นเรือผ่านเงื่อนไขดังกล่าวได้อย่างง่ายดาย”เราคิดว่าทําไมไม่มองสัตว์ที่ไม่มีปัญหาในการทําสิ่งนี้” Lentink “หากเราสามารถทราบได้ว่าพวกเขากําลังใช้หลักการใดอยู่ เราก็ควรจะสามารถเปลี่ยนหลักการเหล่านั้นให้เป็นกฎการออกแบบทางวิศวกรรมที่เราสามารถนําไปใช้ในหุ่นยนต์ของเราได้ นั่นคือเป้าหมายของเรา” [Biomimicry: 7 เทคโนโลยีที่ชาญฉลาดซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ]
การแก้ปัญหาการบินในความปั่นป่วนสูงจะเป็นสิ่งสําคัญก่อนที่การส่งมอบโดรนที่พูดถึงกันมากจะดําเนินต่อไปในเมืองต่างๆ Lentink กล่าวการออกแบบและสร้างโรงงานใช้เวลามากกว่าห้าปีของ Lentink ห้องปฏิบัติการของเขาได้รับการฝึกฝนให้เป็นทั้งนักชีววิทยาและวิศวกรตรวจสอบการบินของสัตว์และใช้สิ่งที่ค้นพบเพื่อสร้างหุ่นยนต์บินขั้นสูง
อุโมงค์ลมมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเนื่องจากสามารถสร้างทั้งการไหลเวียนของอากาศที่ราบเรียบที่เกิดขึ้นสูงบนท้องฟ้าและอุโมงค์ที่ปั่นป่วนตามแบบฉบับของป่าและหุบเขาในเมืองซึ่งอาคารสูงจะเคลื่อนอากาศผ่านถนนแคบ ๆ นอกจากนี้ยังสามารถสร้างลมกระโชกแรง
อุโมงค์ลมนี้สามารถเปิดเผยความลับการบินของนกได้ (เครดิตภาพ: เดวิด เลนทิงค์)
ผนังรอบส่วนทดสอบของอุโมงค์ลมที่นกหรือโดรนกําลังบินอยู่สามารถถอดออกได้ ด้วยวิธีนี้นักวิจัยสามารถใช้การส่องกล้องฟลูออโรสโคปสเตอริโอความเร็วสูงซึ่งเป็นวิดีโอเอ็กซ์เรย์ประเภทหนึ่งเพื่อถ่ายภาพการเคลื่อนไหวของโครงกระดูกของนกที่ 1,000 เฟรมต่อวินาทีภายใน “อุโมงค์” ของลมหรือการไหลของอากาศ นี่เป็นอุโมงค์ลมคุณภาพสูงแห่งแรกสําหรับสัตว์ที่เปิดใช้งานวิดีโอความเร็วสูงดังกล่าว Lentink กล่าว เขาเสริมว่าเทคโนโลยีนี้จะช่วยให้พวกเขาทําแผนที่ว่าข้อต่อของนกเคลื่อนไหวอย่างไรเนื่องจากพวกมันเต็มไปด้วยความปั่นป่วน
โดรนเหมือนนกสิ่งอํานวยความสะดวกนี้อธิบายไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Royal Society Open
Science เมื่อวานนี้ (29 มีนาคม) ซึ่งรวมถึงประสิทธิภาพในตัวชี้วัดที่สําคัญเช่นความปั่นป่วนและคุณสมบัติทางเสียง Lentink กล่าวว่าการแบ่งปันรายละเอียดเหล่านี้มีความสําคัญเพื่อให้การทดลองที่ทําในอุโมงค์ลมสัตว์ต่าง ๆ สามารถเปรียบเทียบได้ง่ายขึ้น
มหาวิทยาลัยลุนด์ในสวีเดนมีอุโมงค์ลมสัตว์ที่มีความลาดเอียงที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจําลองการร่อนและการบินของนกปีนเขาได้ และมหาวิทยาลัยเวสเทิร์นในแคนาดามีหนึ่งที่ช่วยให้ความชื้นและความดันที่จะเปลี่ยนแปลงเพื่อจําลองการบินสูงของนกอพยพ.
Lentink กล่าวว่าเขาไม่ต้องการทําซ้ําความพยายามของสิ่งอํานวยความสะดวกเหล่านี้ แต่เพื่อเสริมพวกเขา สิ่งอํานวยความสะดวกนี้แทนที่จะตั้งเป้าที่จะเข้าใจการบินของสัตว์เพียงอย่างเดียวได้รับการออกแบบมาเพื่อช่วยให้วิศวกรใช้ความรู้นี้เพื่อสร้างหุ่นยนต์บินที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
”วิศวกรถามคําถามทางชีววิทยาที่แตกต่างจากนักชีววิทยามาก” “เรามีแอปพลิเคชันอยู่ในใจเสมอ”
Dario Floreano ศาสตราจารย์จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธรัฐสวิสในเมืองโลซานน์ซึ่งทํางานเกี่ยวกับหุ่นยนต์ทางอากาศกล่าวว่าความสามารถในการสลับระหว่างการไหลเวียนของอากาศที่สงบและปั่นป่วนอาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสําหรับนักออกแบบโดรน
”ลมกระโชกแรงฉับพลันและอากาศที่ปั่นป่วนอาจทําให้โดรนขนาดเล็กไม่เสถียรและทําให้พวกเขาตกลงมาหรือเบี่ยงเบนไปจากวิถีที่ตั้งใจไว้” Floreano
อุโมงค์ลม “อาจมีประโยชน์มากสําหรับการปรับปรุงซอฟต์แวร์ออโตไพลอตโดรนและยังช่วยออกแบบโดรนใหม่ซึ่งทําจากวัสดุที่อ่อนนุ่มเซ็นเซอร์และได้มาตรฐานซึ่งสามารถจับคู่ความสามารถในการบินที่น่าทึ่งของนกในสภาพอากาศที่หลากหลาย” Floreano ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาในปัจจุบันกล่าว
