שפיריות עשויות להיות המפתח למזל"טים מהדור הבא

הטבע הוא פותר בעיות מושלם. אחרי הכל, היו לו מיליארדי שנים של איטרציה אבולוציונית כדי להבין (באופן עוקף) מה עובד ומה לא. מסיבה זו, חוקרים לעתים קרובות להסתכל על העולם הטבעי לתשובות - גם כשהם פותרים בעיה שמבחינה טכנולוגית עשויה להיות די חדשה.

זה מה שהשתמשו בו חוקרים מהאימפריאל קולג' בלונדון בבריטניה במהלך פרויקט שנערך לאחרונה שנועד למצוא דרכים חדשות לבניית כלי טיס קטנים כמו מל"טים. באופן ספציפי, הם רצו לדעת איך הם יכולים ליצור טוב יותר רובוטים מעופפים שיוכלו לבצע פעולות כמו תיקון הטיסה שלהם כשהם יורדים מהמסלול. איזו דרך טובה יותר לעשות זאת מאשר ללמוד את השפירית הצנועה?

"שפיריות הן חלק מקבוצה, הנקראת פליאופטרה, שהיו בין הראשונים להתפצל כאשר חרקים התפתחו מעוף לפני כמה מאות מיליוני שנים." סם פביאן, עמית מחקר פוסט-דוקטורט במחלקה לביו-הנדסה של המכללה, סיפר ל-Digital Trends. "הם לא היו ללא שינוי לחלוטין בתקופה ההיא, אבל תוכנית הגוף הארוכה עם ארבע הכנפיים שלהם עקבית בדרך כלל ונראה ששירתה אותם היטב. שפיריות הן חרקים גדולים יחסית, וכולם טורפים מהאוויר כבוגרים, מה שדורש מהם לרדוף וליירט טרף, לתמרן במידת הצורך. התוצאה של הלחץ האבולוציוני הזה היא [ש] אנו מסתכלים על מכונת טיסה מכווננת היטב שיש לה הרבה מה ללמד אותנו."

סודות השפירית

אנטומולוגים חוקרים חרקים כבר שנים רבות. אבל מה שנותן לחוקרים יתרון מובהק כאשר עושים זאת בשנת 2021 הם הכלים הזמינים לעזור להם. במחקר זה, החוקרים האימפריאליים רצו לאסוף מידע מפורט על הדרך שפיריות מבצעות תנועה שנקראת "התנדנדות", מעין היפוך לאחור, כדי ליישר את עצמן באוויר.

כדי להשיג זאת, הם התאימו ל-20 שפיריות דרטר עם מגנטים זעירים ונקודות מעקב תנועה כך שהם יכול ללכוד, בתלת מימד, מידע מפורט על הדרך שבה שפיריות מבצעות את הקטע הזריז הזה אַקְרוֹבָּטִיקָה. הם גם השתמשו במצלמות מהירות קיצוניות כדי לתעד את המהלכים.

הם גילו שצורתם של השפיריות היא המפתח לאתלטיות שלהם. למעשה, צורתם היא כזו שהשפיריות אפילו יתהפכו להתיישר באוויר כשהן מחוסרות הכרה ואז נופלות. זה יהיה כמו מזל"ט שמאבד כוח ועדיין מוצא דרך לתקן את דרכו.

"אנחנו נוטים לחשוב על שפיריות וחרקים אחרים שצריכים לעבוד כל הזמן כדי לשמור על איזון תוך כדי טיסה, לעבד כל מיני מידע [כגון] ראייה", אמר פביאן. "זה נובע בחלקו מהגודל הקטן שלהם, מה שאומר שהאוויר מרגיש להם סמיך יותר, והופך את יכולת התמרון לגבוהה יותר, אבל גם מקשה על ביצוע דברים כמו גלישה. שפיריות נראות ממש על גבול האפקט הזה, בהיותן חרקים גדולים יחסית, המסוגלים להשתמש בפסיביות מנגנונים לגלוש ולתקן את עצמם, אך עדיין מסוגלים לרחף ולבצע הישגים מרשימים של כּוֹשֵׁר תִמרוּן. זה מסוג הדברים שאולי נרצה לבנות בעיצובים רובוטיים עתידיים - כאלה שהם מסוגלים להשתמש בפאסיבי מנגנוני יציבות להיות חזקים יותר ולהשתמש בפחות מידע חושי, אבל גם מסוגל לבצע הישגים גדולים אם נחוץ."

בניית רובוטים טובים יותר

החוקרים עדיין לא עברו לשלב למעשה-בניית-שפירית-רובוטית של הפרויקט. אבל בלי קשר לשאלה אם זה נמצא במפת הדרכים שלהם, מחקר כמו זה - שהיה קשה הרבה יותר רק לפני כמה שנים - יכול לעזור ליידע את צורתם של הרובוטים המעופפים של מחר.

"היישום הפוטנציאלי העיקרי של תובנות מהעבודה שלנו יהיה בהפחתת החישוב מאמץ ואנרגיה שכלי רכב מעופפים קטנים יצטרכו להשקיע כדי לשמור על יציבות", פביאן אמר. "אם נוכל לבנות מנגנונים פסיביים המאפשרים יציבות ויכולת תמרון גבוהה, מבוססת על יציבה, אנו יכולים לשפר מאוד את היכולות שלהם, ואת מגוון ההתנהגויות שאנו מצפים מהם אוֹתָם."

מאמר המתאר את העבודה היה לאחרונה פורסם בכתב העת Proceedings of the Royal Society B.

המלצות עורכים

• AMD רוצה להתבסס על AI עם הדור הבא של כרטיסי מסך
• Wing בונה מל"טים גדולים וקטנים יותר עבור יותר משלוחים
• מל"טים עפים מתחת לאדמה ביפן, והנה הסיבה
• מזל"ט Dragonfly בעל שמונה רוטורים של נאס"א פונה לירח הגדול ביותר של שבתאי
• רחפנים לריסוס בוץ יכולים לשמש לבניית בתים באזורי אסונות

שדרג את אורח החיים שלךמגמות דיגיטליות עוזרות לקוראים לעקוב אחר עולם הטכנולוגיה המהיר עם כל החדשות האחרונות, ביקורות מהנות על מוצרים, מאמרי מערכת מעוררי תובנות והצצות מיוחדות במינן.