Sinek kuşları, kas-iskelet yapısının evrimsel özelliği sayesinde yanlara ve geriye doğru uçabilen tek kuştur. (Shutterstock)

Evrim en iyi mucit midir? Yüz milyonlarca yıllık çalışma ve tuval gibi doğal dünyayla, öyle görünüyor.

Çölün suyu tutan develerinden denizdeki uzun uçan albatroslara kadar evrim, hayvanların hayatta kalmalarına ve gelişmelerine en iyi şekilde yardımcı olma yeteneklerini şekillendirdi.

Lisansüstü araştırmam, evrimin birçoğu kuşlarda bulunabilen en etkileyici buluşlarını araştırıyor. Özellikle, kuş uçuşu davranışlarını ve vücut kütlesi, kanat boyutları, tür ilişkisi ve diğer biyolojik özellikler arasındaki ilişkilerin birçok türde gördüğümüz abartılı uçuşu oluşturmak için nasıl geliştiğini inceliyorum.

Bu icatlar o kadar olağanüstü ki, tasarımlarını günlük teknolojiye uygulamak için onları inceliyoruz.

Örneğin, karmaşık manevra kabiliyetine sahip uçuş cihazları geliştirmemize yardımcı olan bir sinek kuşunun hızlı ve hassas uçuşunu ele alalım. Ya da bir baykuşun sessiz ve verimli rüzgar türbinlerinin tasarımını bilgilendiren gizli uçuşu. Her iki durumda da, biyomimikri, doğal buluşlardan, mevcut teknolojilerimizi tasarlamak ve geliştirmek için ilham almaktadır.

Hassas manevralar

Sinek kuşları dünyanın en küçük kuşlarından bazılarıdır. İnanılmaz bir hassasiyetle son derece hızlı uçmalarını sağlayan nispeten büyük kanatlı küçük, hafif torsozlara sahiptirler. Ancak birçok kuş türünün büyük kanatları vardır, bu yüzden inanılmaz manevra kabiliyetleri söz konusu olduğunda sinek kuşlarını ayıran nedir?

Sır, kaslarında ve kemiklerinde yatar.

Kolibriler büyük kanat kaslarının uçuş sırasında kanatlarını hızla çırpmaları gerekir, yüksek kanat atım frekansı olarak bilinir. Yüksek kanat atım sıklığı, sinek kuşlarının, özellikle çiçeklerinize ve arka bahçe besleyicilerine yaptıkları yaz ziyaretlerinde benzersiz gezinme uçuşlarını gerçekleştirmelerini sağlar.

Sinek kuşlarının uçuş ağır çekim video.

{gömülü Y=gJ_T_Y1rxHw}

Sinek kuşlarının ihtiyacı sürekli uçmak için büyük miktarda enerji ve yiyecek toplamak. Ek olarak, uzun bir göğüs kemiğinin adaptasyonu, kanat kasları için gereken mükemmel bir yüzeydir: göğüs kemiği yüzeyi ne kadar büyük olursa, o kadar fazla kas bağlanabilir.

Üzerine gelmek için sinek kuşları kanatlarını sekiz rakamı şeklinde çırparlar. Bu kanat vuruş stili mümkün kısaltılmış kol kemiklerinden sürekli “bilek hareketleri” - diğer kuş türlerinde bulunmayan benzersiz bir özellik. Birlikte çalışarak, sinek kuşlarının kasları ve kemikleri, havada asılı, yanlara ve geriye doğru uçuşa izin verir. 50 km / s hıza ulaşan hızlar.

Bilim adamları, sinek kuşlarının kaslarının ve kemiklerinin bu küçük kuşlarda hızlı ve hassas bir uçuş oluşturmak için nasıl bir araya geldiğine baktıklarında, aynı mekanizmaların tasarlanıp yapılandırılamayacağıyla ilgilenmeye başladılar.

Bu ilhamın bir örneği AeroVironment'ın ABD Savunma Gelişmiş Araştırma Projeleri Ajansı için bir prototip olarak geliştirilen Nano Hummingbird. Nano Hummingbird, çevik, manevra kabiliyeti elde etmek için sinek kuşlarının uçuşunu taklit eden bir drone cihazıdır.

Bu uçağı erişilemeyen konumlara erişebilir ve bağlı bir video kamera ile bilgi toplayabilir. Sinek kuşu uçuş hassasiyeti ve günlük etkileri hakkında daha fazla araştırma ile, doğal keşfedilmemiş bölgeleri etkili bir şekilde inceleyebilen dronlara sahip olmak, daha önce inandığından daha erken olabilir. Bu drone geliştirmeleri hava izleme, parsel sevkıyatı ve hatta sinematografiye uygulanabilir.

Sessiz uçuş

Gece avcıları olarak, baykuşlar avı başarıyla yakalamak için sessiz avcılık taktiklerine güvenirler. Uçuşta kalkış, yerden inmek için büyük miktarda kaldırma kuvveti gerektirir ve havada kalmak için daha fazla enerji gerekir. Bununla birlikte, bu kaldırma kuvvetini üretmek için baykuşların büyük kanatlarını çırpmaları gerekir. Böyle büyük kanatları çırpmanın, bir ton ses çıkaracağını ve gizlenme amacını yeneceğini düşünebilirsiniz. Ama öyle mi?

Uçuş sırasında, bir kuşun kanatlarının hareketi havada türbülans oluşturur, bu da tanıdık çırpma sesini yapar. Ancak, baykuşlar uçuş sırasında gürültüyü azaltan inanılmaz mekanizmalar geliştirdi. Sır, tüy yapılarında yatar.

Baykuşların neden bu kadar sessiz uçtuğunu inceleyen bir BBC Dünya deneyi.

{vembed Y=d_FEaFgJyfA}

Baykuş kanatları, uçuş sırasında hava ile temas halinde olan cepheleri boyunca tırtıklı olarak adlandırılan keskin kenarlı tüylere sahiptir. Bunlar tırtıklar normalde rüzgar gürültüsüne neden olan hava türbülansını parçalaruçuş sırasında oluşan gürültüyü azaltır. Hava kanadın arkasına akarken, tüylerin ucundaki moda trendine benzer olan saçak benzeri yapılar, herhangi bir türbülansı hızlı ve etkili bir şekilde dağıtarak gürültüyü daha da azaltır. Kayma uçuşuyla eşleştirilen bu iki tüy yapısı, bir baykuşun sessiz avına güçlü bir şekilde katkıda bulunur.

Baykuşlardaki sessiz uçuş adaptasyonlarından bir sayfa alarak, araştırmacılar benzer türbülansı bozan yapıları kullanmaya çalışıyorlar. rüzgar türbinleri ve fanlar tarafından üretilen gürültüyü azaltmak ve verimliliklerini artırmak.

Baykuşun sessiz tüy adaptasyonlarını modern türbin teknolojisine uygulamak, rüzgar enerjisinin daha verimli bir dönüşümünü vaat ediyor ve doğal ve teknolojik dünyalarımızı entegre etmenin ne kadar etkili olabileceğini vurguluyor.

Yüzeyi kazımak

Sinek kuşu ve baykuş uçuşunun uyarlamaları sadece doğanın icatlarının yüzeyini çizer. Ağaçkakanlardan esinlenen sarsıntıyı önleyen teknolojilerde, yalıçapkını gagalarından şekillendirilmiş tren tasarımlarında ve renkli kuş tüylerinin mimarisinden etkilenen lazer teknolojisinde ek biyomimikri formları bulunabilir.

Doğanın teknolojideki gelişmelere nasıl ilham verdiğini ve bu harika doğal sistemlerin Dünya üzerindeki keşiflerini sürdürmenin önemini görmek açıktır.

Yazar hakkında

Ilias Berberi, Doktora Öğrencisi, Biyoloji, Carleton Üniversitesi

Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.