מאת: זיו כהני
המרתק בבקרת התעופה של החרקים, הוא השליטה הסימולטנית המוחלטת שלהם במנגנונים אלה. כל אחד משני מנגנונים אלו מוגדר כ"לא-יציב" או כ"חסר שליטה", מכיוון שהוא מייצר למעשה תנועה חד-ערכית בכיוון מסויים. בזמן התעופה, מייצרת כל תנועה של החרק כוחות ועומסים, שפועלים עליו על ידי הסביבה (למשל על ידי רוחות). תנועה כזאת יוצרת פעמים רבות עומס על החרק, וזה שואף לסובב אותו ולהוביל אותו לכיוונים אחרים במרחב מאלו שהחרק מתכוונן אליהם ('מומנט'). מערכת הבקרה של החרק מייצרת עבורו איזונים מכאניים מתוחכמים, ושילוב המנגנונים מייצר מצב מבוקר- יציב ונשלט.
אז אולי כעת ברור לנו קצת יותר למה די קשה לנו לצוד זבוב שמטריד אותנו בזמן הכי פחות רצוי?
למקור הידיעה בירחון Biomimetics & Bioinspiration
חוקרים מאוניברסיטת בייג'ין חשפו את מנגנוני התנועה האחראים לתמרון המדויק והמהיר של חרקים. הידע יתרום ליישומים ביטחוניים כמו פיתוח כלי טיס זעירים למשימות ריגול ותקיפה.
חוקרים מאוניברסיטת בייג'ין החליטו לחקור את היכולת שיש לחרקים, לבצע תמרונים מהירים ומדוייקים בחלל שסביבם בכל זמן, תוך קיום בקרת תנועה/תעופה מושלמת.
תחום מחקר זה, הנקרא MAV- micro aerial vehicles , למעשה חוקר את החרקים, לצורך חיקוי תנועת התעופה והריחוף שלהם. זהו תחום מאוד מבוקש כיום, למשל בשוק הביטחוני, בו מנסות חברות לפתח כלי טייס זעירים שישמשו במשימות ריגול ו/או תקיפה, בעוד הסביבה לא מזהה שמדובר ברובוט ולא בחרק.
בעזרת מודל ממוחשב לחישובים בתחום הדינמיקה וצפייה בחרקים, גילו החוקרים כי למעשה מבצעים החרקים את התעופה ואת התמרונים בעזרת שני מנגנוני תנועה, אותם הם יכולים להפעיל במקביל:
• המנגנון הראשון הוא תנועה לצדדים, זאת ע"י סבסוב הגוף לצדדים בזווית קטנה יחסית לכיוון התנועה הרצוי. מנגנון זה מתאפשר בזכות יכולת ההנעה של הכנפיים בצורה א-סימטרית.
• המנגנון השני הוא היכולת לנוע מעלה ומטה. מנגנון זה מתאפשר בזכות היכולת לשנות את הזווית בה נמצאת הכנף ביחס לאופק בזמן התעופה ('זווית התקיפה').
בסכימה המצורפת, אפשר לראות למעשה את יכולת תנועת החרק תוך שימוש בשני המנגנונים:
תחום מחקר זה, הנקרא MAV- micro aerial vehicles , למעשה חוקר את החרקים, לצורך חיקוי תנועת התעופה והריחוף שלהם. זהו תחום מאוד מבוקש כיום, למשל בשוק הביטחוני, בו מנסות חברות לפתח כלי טייס זעירים שישמשו במשימות ריגול ו/או תקיפה, בעוד הסביבה לא מזהה שמדובר ברובוט ולא בחרק.
בעזרת מודל ממוחשב לחישובים בתחום הדינמיקה וצפייה בחרקים, גילו החוקרים כי למעשה מבצעים החרקים את התעופה ואת התמרונים בעזרת שני מנגנוני תנועה, אותם הם יכולים להפעיל במקביל:
• המנגנון הראשון הוא תנועה לצדדים, זאת ע"י סבסוב הגוף לצדדים בזווית קטנה יחסית לכיוון התנועה הרצוי. מנגנון זה מתאפשר בזכות יכולת ההנעה של הכנפיים בצורה א-סימטרית.
• המנגנון השני הוא היכולת לנוע מעלה ומטה. מנגנון זה מתאפשר בזכות היכולת לשנות את הזווית בה נמצאת הכנף ביחס לאופק בזמן התעופה ('זווית התקיפה').
בסכימה המצורפת, אפשר לראות למעשה את יכולת תנועת החרק תוך שימוש בשני המנגנונים:
התרשים באדיבות Mao Sun
המרתק בבקרת התעופה של החרקים, הוא השליטה הסימולטנית המוחלטת שלהם במנגנונים אלה. כל אחד משני מנגנונים אלו מוגדר כ"לא-יציב" או כ"חסר שליטה", מכיוון שהוא מייצר למעשה תנועה חד-ערכית בכיוון מסויים. בזמן התעופה, מייצרת כל תנועה של החרק כוחות ועומסים, שפועלים עליו על ידי הסביבה (למשל על ידי רוחות). תנועה כזאת יוצרת פעמים רבות עומס על החרק, וזה שואף לסובב אותו ולהוביל אותו לכיוונים אחרים במרחב מאלו שהחרק מתכוונן אליהם ('מומנט'). מערכת הבקרה של החרק מייצרת עבורו איזונים מכאניים מתוחכמים, ושילוב המנגנונים מייצר מצב מבוקר- יציב ונשלט.
אז אולי כעת ברור לנו קצת יותר למה די קשה לנו לצוד זבוב שמטריד אותנו בזמן הכי פחות רצוי?
למקור הידיעה בירחון Biomimetics & Bioinspiration
