پروژه PigeonBot: گامی به سوی هواپیماهای الهام‌گرفته از پرندگان
چرا مطالعه پرندگان برای هوانوردی اهمیت دارد؟
هواپیماها به طور سنتی از باله‌های عمودی برای پایداری استفاده می‌کنند، اما پرندگان این کار را بدون نیاز به چنین باله‌هایی انجام می‌دهند. حذف تثبیت‌کننده عمودی به طور قابل‌توجهی باعث افزایش کارایی انرژی می‌شود. تاکنون مهندسان صنعت هوانوردی نتوانسته بودند این ویژگی را به طور کامل بازسازی کنند. اما تحقیقات جدید نشان می‌دهد که ممکن است این مشکل به زودی حل شود.
PigeonBot: پرواز به سبک پرندگان
PigeonBot II رباتی است که با استفاده از پرهای واقعی کبوتر و نه موتورهای معمولی، به شکلی دقیق حرکات طبیعی پرندگان را شبیه‌سازی می‌کند. طبق گفته Professor David Lentink، پرندگان به طور مداوم شکل بال‌ها و دم خود را برای حفظ پایداری و مانور تغییر می‌دهند. این ویژگی در طراحی ربات جدید نیز بازسازی شده است.
این ربات با استفاده از ۹ سروو موتور که توسط الگوریتمی هدایت می‌شوند، حرکت پرها را کنترل می‌کند و به طور مداوم شکل بال‌ها و دم را تغییر می‌دهد. این الگوریتم رفلکس‌های طبیعی پرندگان را شبیه‌سازی می‌کند و به ربات امکان می‌دهد تا بدون استفاده از تثبیت‌کننده عمودی، پایداری و مانورپذیری خود را حفظ کند.
چرا کبوترها؟
برای این پروژه، کبوترها به عنوان مدل انتخاب شدند زیرا پرهای آن‌ها به راحتی قابل تأمین است و این موضوع تأثیری بر جمعیت طبیعی آن‌ها نمی‌گذارد. علاوه بر این، کبوترها به دلیل توانایی بالا در مانور و پایداری در شرایط توربولانس، سوژه‌های ایده‌آلی برای مطالعه مکانیک پرواز هستند.
Professor David Lentink می‌گوید: «بر خلاف تصور عموم که کبوترها را پرندگانی بی‌اهمیت یا حتی آزاردهنده می‌دانند، این پرندگان از نظر پرواز فوق‌العاده پیشرفته هستند و می‌توانند درس‌های زیادی به ما بدهند.»
کبوترها می‌توانند حتی در شرایط توربولانس، پایداری خود را حفظ کنند. این ویژگی الهام‌بخش طراحی سیستم کنترلی PigeonBot II بوده است. رفلکس‌های مورد مطالعه در کبوترها توسط متخصصان علوم اعصاب داده‌های مفیدی برای اصلاح مکانیک پرواز این ربات فراهم کرده است.
آینده هواپیماهای الهام‌گرفته از پرندگان
این پروژه نه تنها به درک بهتر پرواز پرندگان کمک کرده، بلکه می‌تواند به طراحی هواپیماهای کارآمدتر از نظر سوخت نیز منجر شود. شرکت‌های بزرگی مانند Airbus پیش‌تر از بیومیمتیک (الهام از طبیعت) به عنوان رویکردی نوآورانه در طراحی هواپیماها یاد کرده‌اند. به عنوان مثال، در سال ۲۰۱۹ Airbus مفهومی از هواپیمایی به نام “Bird of Prey” معرفی کرد که با الهام از عقاب و شاهین طراحی شده بود و شامل پرها و دم متحرک برای کنترل فعال پرواز بود.
PigeonBot II با آزمایش در تونل باد و پرواز خودکار در فضای باز، امکان‌پذیری پرواز بدون باله‌های عمودی را به نمایش گذاشته است. این دستاورد، راه را برای نسل جدیدی از هواپیماها با طراحی‌های کارآمدتر و قابلیت‌های پیشرفته باز می‌کند.
