Vědci vyrobili malé brýle pro papoušky, mohli létat skrze lasery

Test laserů v laboratořích US ARMY Zdroj: US Air Force

Výzkum letu ptáků a netopýrů má přinést novou generaci dronů.

Ani více jak sto let po vynálezu fotografie a filmu, jež vědě posloužily jako nástroje sledování ultrarychlých procesů, necháme zcela dokonale prozkoumané některé nejběžnější z nich.

Na Stanfordské univerzitě například tým vědců konečně zase o trochu víc posunul chápání ptačího letu, když vyvinul nový, detailnější způsob jeho mapování. Aby však metodu mohli vědci uplatnil, museli zároveň vyvinout a na 3D tiskárně postavit miniaturní papouščí brýle!

Všechny modely nedostatečné

Mechanika ptačího letu se i u těch "nejjednodušších" ptáků stále liší od našeho teoretického pochopení detailnějších principů. Nejde přitom jenom o "vědu dělanou pouze pro vědu", chápání ptačího letu může mít vliv i na techniku. Dosavadní pokusy, jak ptačí let zreplikovat v letectví, však vždy vyšly do nějaké míry nedostatečně - jak jsou na tom v praxi drony s křídly, si ale ještě rozebereme.

Možná proto přišel čas uplatnit zcela nové metody záznamu. Doposud totiž zkoumání létajícího ptactva probíhalo s pomocí vysokorychlostních kamer s velkým rozlišením, i ty se ovšem pro zjištění jemných nuancí ukázaly být nedostatečné. Tým ze Stanfordu proto po dlouhém přemýšlení sáhl po využití mlžné komory a laserové mřížky svítící do mikročásteček aerosolu. Jak bude pták prolétávat skrze přesně známou pozici laserů, bude zároveň možné skrze pohyby osvícené mlhy sledovat i vliv křídel na aerodynamiku. Metoda měla jediný háček - lasery by mohly poškodit zrak opeřence, což by se nejenom špatně četlo v novinách, ale mohlo by to i negativně ovlivnit i experiment samotný.

Nikdy bez ochrany

"Nikdy bychom laserovým polem sami nešli bez řádné ochrany," řekl k výzkumu profesor David Lentink, jehož laboratoř se výzkumu věnuje. "Museli jsme se proto zamyslet nad tím, jak budeme chránit i našeho ptáčka." Nakonec vědci pro papouška jménem Obi vyvinuli a vytiskli ochranné brýle, s jejichž pomocí pokusný subjekt několikrát proletěl celou komorou. Analýza dat ukázala, že trojice dosavadních převažujících modelů nenabízí dostatečné vysvětlení ptačího letu, s novými čísly je však možné chápání letu posunout zase o fous dál.

Drony s křídly

Právě pomocí starých rovnic, jež byly oproti záznamu letu Obiho neúplné, se doposud vytvářely experimentální okřídlení droni. "Mnoho lidí se při konstrukci robotických křídel orientuje podle teoretické literatury," sdělil Lentink. "Nyní jsme však ilustrovali, že data, které byla inženýry využívána, nejsou tak spolehlivá, jak se doufalo."

Výzkum okřídlených dronů je přitom novým velkým trendem v letectví. Dosavadní drony nejčastěji využívají buď proudového motoru (to však platí jenom pro velké vojenské stroje) nebo častěji vrtulového pohonu, například u quadcoptér se čtyřmi vertikálními rotory. Obě dominantní metody mají své výhody pro dálkové lety, respektive vertikální let/vznášení se nad jediným místem. Ptačí křídla jsou však velmi úsporná pro lety krátkého nebo středního dosahu, v technologické verzi by si navíc mohla vystačit bez fosilních paliv i snadného detekování.

Inspirací byli létající savci - letouni

Na Stanfordu již loni Lentinkův tým vyvinul funkční křídla o rozsahu 40 cm inspirovaná netopýrem, a to včetně částečné schopnosti "složení" křídel pro manévrování složitým prostředím. Jiný pokrok podobného rázu představili o dva roky dříve na americké Brown University, opět přitom opisovali u netopýrů. Netřeba zmiňovat, že všechny dosavadní pokusy mají do praktického použití ještě daleko – snaha posunout hranice, jež budou jednou mít vliv na masově produkované drony, však přesto nikomu nechybí.

Do závodů o napodobení ptačího letu se přidala i německá společnost Festo Bionic, jež se nejvíce proslavila svým robotickým klokanem napodobujícím pohyb slavného vačnatce. Po jeho boku již v roce 2011 vypustili i ptáčka SmartBird, který je s to letu za pomocí křídel. Zatímco běžné máchání tak již delší dobu umíme, jsou to drobnosti a efektivita, co se bude počítat v praxi. Doufejme snad jen, že geniální technické pochopení přírodního letu nebude nakonec sloužit jenom jako další špionážní nebo vojenské udělátko, ale nalezne cestu i do civilního sektoru.

text: Ladislav Loukota