Цивилизация
Ученые МФТИ рассчитали модель полета комара, комариную подъемную силу и частоту взмахов крыла, необходимую для зависания насекомого в воздухе. Для этого была создана специальная вычислительная модель, которая может стать базой для разработки биоморфных летающих роботов, основанных на принципах комариного полета. Об этом «Газете.Ru» рассказали в МФТИ.
Понимание того, как животные перемещаются в пространстве, имеет значение для многих научных областей. В частности, наблюдение за насекомыми поможет инженерам в создании беспилотников, которые способны совершать полет в узких тоннелях, зависать в воздухе и садиться на вертикальные и отвесные поверхности.
Для проработки этих вопросов команда российских ученых предложила новую вычислительную модель полета комара. Эти насекомые обладают одной из самых необычных техник создания подъемной силы. Их полет — результат двух колебательных движений: кручения и взмахов. Комариное крыло совершает частые колебательные движения по небольшой (около 400) амплитуде. Причем, в конце каждого хода вверх и вниз оно немного закручивается, что создает дополнительные вихри и увеличивает вертикальную тягу.
«В ходе нашей работы была построена точная математическая модель движения насекомого в воздухе. Она позволяет рассчитать, грубо говоря, не только как маленькое существо машет крыльями, но одновременно и то, что происходит с воздушным потоком вокруг него. В результате алгоритм дает возможность построить соответствующие поля давления и вычислить подъемную силу», — объяснил «Газете.Ru» руководитель исследований, заведующий лабораторией нейробиоморфных технологий МФТИ и заведующий кафедрой нейротехнологий ННГУ Виктор Казанцев.
В частности, благодаря новой модели была рассчитана частота взмахов крыла, необходимая для зависания насекомого в воздухе. В соответствии с выводами ученых эта величина равна 800-820 циклам в секунду. Полученные данные совпали с экспериментальными расчетами, проведенными ранее, что подтвердило предсказательную точность предложенных алгоритмов.
«Крыло комара имеют относительно простую форму. Это дает возможность использовать полученные расчеты как основу для разработки более сложных моделей. Например, таких, которые описывают полет птиц, верхние конечности которых в процессе взмаха изменяют свою геометрию», — рассказал Виктор Казанцев.
Ранее в России создали виртуальную среду для групповой реабилитации после инсульта.