طراحی پهپادهای نسل آینده با الهام از سنجاقک‌ها

یورو نیوز: محققان در دانشگاه استرالیای جنوبی با الهام از نحوه پرواز سنجاقک‌های ۳۰۰ میلیون ساله پهپادی طراحی کرده‌اند که به لحاظ شکل ظاهری و نحوه قرارگیری بال‌ها بسیار شبیه این حشرات هستند.

در این کار پژوهشی که توسط تیمی از پژوهشگران در دانشگاه استرالیای جنوبی انجام شده است، بخش‌های کلیدی سامانه پروازی پهپاد از حرکت سنجاقک‌ها در هوا الگو گرفته و منطبق بر خصوصیات منحصر به فرد این حشره در معلق ماندن در هوا و حرکت روی سطح آب طراحی شده است.

از آن‌جا که گرفتن سنجاقک‌ها در طبیعت کار دشواری است، پژوهشگران در این پروژه با استفاده از تکنیک‌های نوری از هندسه بال ۷۵ نوع مختلف سنجاقک که در موزه حیات طبیعی استرالیا قرار داشتند عکس‌برداری کردند و سپس تصاویر پرواز سنجاقک و نحوه قرارگیری بال‌های آن‌ها را با استفاده از فرمول‌های ریاضی به مدل‌های سه‌بعدی دیجیتال تبدیل کردند.

پروفسور جاوان چاهل، استاد سامانه‌های حسگر در دانشگاه استرالیای جنوبی، با بیان اینکه از مهارت این حشرات در پرواز بسیار می‌توان آموخت، گفت: «سنجاقک‌‌ها در تمام زمینه‌های پروازی بسیار ماهر هستند. سنجاقک‌های نر از زمان خروج از زیر آب تا زمان مرگ که حداکثر شش ماه به طول می‌انجامد درگیر یک مبارزه دائمی با رقبا برای جفت‌گیری هستند و جفت‌گیری برای آن‌ها به توان بالای پروازی برای ترغیب ماده‌ها نیاز دارد. از سوی دیگر تمامی سنجاقک‌ها باید در طول عمر خود به طور پیوسته از شکارچیان فرار کنند. این دلایل باعث شده است تا توانایی پروازی آن‌ها طی میلیون‌ها سال تکامل پیدا کند.»

وی افزود: «آن‌ها می‌توانند در حین پرواز با سرعت بالا بچرخند و در حالی که بیش از سه برابر وزن بدن خود را حمل می‌کنند از زمین به هوا بلند شوند. سنجاقک‌ها همینطور ماهرترین شکارچیان طبیعت هستند چرا که طعمه‌های خود را با نرخ موفقیت ۹۵ درصد هدف می‌گیرند و تعقیب و شکار می‌کنند.»

استفاده از پهپادها طی سال‌های اخیر روندی انفجاری را داشته است و این هواپیماهای کوچک بدون سرنشین در زمینه‌های مختلف از امنیتی و نظامی تا صنعت سینما و حتی غربالگری بهداشتی در دوره کرونا مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

محققان می‌گویند بال‌های سنجاقک که بلند، سبک، سفت و محکم هستند عملکرد آیرودینامیکی برتری به این حشرات می‌بخشد. بنا به گفته آنان، شکم کشیده سنجاقک‌ها که ۳۵ درصد وزن بدن‌ آن‌ها را تشکیل می‌دهد در چارچوب تکاملی رشد و توسعه یافته و نقش مهمی در حفظ تعادل، ثبات و قدرت مانور در پرواز در آن‌ها ایفا می‌کند.

محققان می‌گویند یک پهپاد شبیه به سنجاقک می‌تواند کارهای زیادی از جمله جمع‌آوری و تحویل بارهای ناموزون و نامتعادل، کاوش در محیط‌های طبیعی حساس و اجرای ماموریت‌های نظارتی طولانی انجام دهد.