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翼の重量を最適化することが示されている珍しいマイクロバグの解剖学 – フィンディングは小さなドローンのデザインに利益をもたらす可能性があります

ネファンのタイタンのバグとその剛毛の翼の色の写真。クレジット：Dmitry Kolomenskiy et al./pnas SkoltechとMSUの科学者は、羽毛のような翼からの顕微鏡的バグによって得られる利点を明らかにしました。これは、トンボ、ミツバチ、蚊、その他の馴染みのある昆虫のものとは異なります。互いにやや離れている毛で構成されている翼は、一つのピースに入っている従来の膜翼よりも軽いです。 この利点は、空気抵抗の影響を強く受けているマイクロインセクツにとって非常に重要です。彼らは、rowぎのオールによって作られたものを連想させる翼の動きでそれを克服します。調査結果は、昆虫サイズの無人航空機の小型化がこれらの真に小さくて小亜層の寸法に到達するときに役立つ可能性があります。 勉強 ジャーナルで出てきました 国立科学アカデミーの議事録 問題の表紙に登場しました。 昆虫で観察されたいくつかの特徴をこれまでに模倣する小規模なドローンは、ラボの好奇心のままですが、テクノロジーのさらなる進歩により、コンパクトなサイズ、目立たない、またはステルスが本質的な情報を収集するのに役立ちます。いつか、昆虫に触発されたドローンの群れが検索のために実行可能になる可能性があります -救助活動、エレベーターや換気シャフトなどのタイトなスペースでのインフラストラクチャの監視、自然の中で野生動物の観察、またはIntelの収集。 最小の制御可能なドローンは、ペンシルベニア大学のピッコリシモです。これは、2.5センチメートルと重さ2.5グラム、ハーバード大学の3センチメートルのロボビー（2012）、最近発表された1.5センチメートル、0.3グラムの蚊です。 ドローン 中国国立防衛技術大学で作成されました。後者の2つは翼のある飛行に依存しています。特に、プロペラは、衝突が発生した場合に、より多くのノイズを生み出し、より大きな損傷を引き起こす傾向があります。 バッテリーサイズの明らかな課題とは別に、さらに小型化を妨げているのは、飛行自体の力学です。マイクロバグを例にとると、このような小規模で、粘性の空気摩擦の力は、空飛ぶ昆虫の慣性力に匹敵することが判明しました。したがって、これらのチラシがより大きな生き物よりも空中を「歩き回る」ことがより困難になります。したがって、最小の昆虫の翼は予期せぬ方法で配置されています。 プリモルスキーエラの虫とその剛毛の翼の色の写真。クレジット：Alexey PolilovおよびSergey Farisenkov/Lomonosov Moscow State University 「約1ミリメートルのサイズが分裂ラインを提示することは長い間知られています。そこでは、大きな昆虫に馴染みのある膜状の翼があり、小さなサイズの種の多くはそれらの間に間隔を置いた別々の毛で構成される翼を使用しています。 マイクロインセクトが羽毛のような翼を使用する理由の問題は、理論的に重要です。道 自然選択 作品は、フライヤーが自然の中で開発したソリューションではなく、ドローンデザインのために借りる価値があります。翼の形が飛行の利点に結びついているまで、この特定の解剖学的構造が他の昆虫を引き付けたり、臭いを広めたり、ドローンに役に立たない他の多くの利益のために進化した可能性が常に残っています。 Skoltech-MSU研究の著者は、さまざまなサイズのカブトムシの12種類の種に関するデータを収集し、翼の構造を分析し、羽のような翼の存在が機械的な考慮事項によってよく説明されていることを確認しました。 当然のことながら、この構造は翼の質量を最小限に抑えます。プラスチックの定規を取り、そこからほとんどの材料を排除し、各センチメートルの最初のミリメートルのみを触れずに残した場合、そのような櫛型構造は明らかに重量を減らします。もちろん、鳥や蚊の大規模な世界での飛行にも役に立たないでしょうが、もちろん、このデザインはマイクロインセクトで機能します。 Skoltech-MSU研究のMicroinect Wing写真は、この研究を特集した国立科学アカデミーの問題の表紙に掲載されています。クレジット：Skolkovo Institute of Science and Technology 「翼の毛の長さと直径は、過度の曲げを防ぐようなものであると考えています。そして、毛の間の間隔は最大化され、飛行中の翼の流れを防ぐのに十分なほど近くにとどまることを保証します。特に、インターバルは毛の直径の約10倍です。 「間隔のさらなる拡大は飛行するのに不可能であり、毛をより近くに配置することは、翼を不必要に重くするでしょう」とロモノソフモスクワ州立大学の共著者上級研究科学者Petrovは説明しました。 研究者によると、エンジニアがバッテリーのサイズや昆虫のようなドローンのさらなる小型化を妨げるその他の技術的障害の問題に取り組んでいるため、剛毛を模倣した構造は、超甲状腺チューブを介した液体を汲み上げ、微視的な粒子をろ過するための用途を見つけることができます。また、確かです…