Các nhà khoa học đang phát triển những chiếc máy bay nhỏ bé với đôi cánh vỗ sáng tạo dựa trên những loài côn trùng tự nhiên.
Nghiên cứu tại Đại học Oxford đang đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển các phương tiện có kích thước côn trùng mang tính cách mạng với camera siêu nhỏ, phù hợp cho các mục đích khác nhau như giúp đỡ trong các tình huống khẩn cấp được coi là quá nguy hiểm cho người dân hoặc tiến hành giám sát quân sự bí mật.
Đây có thể là diện mạo mới của giám sát trong 20 năm? Tín dụng hình ảnh: robynejay
Richard Bomphrey, Khoa Động vật học, đang dẫn đầu nghiên cứu này, đang tạo ra cái nhìn sâu sắc mới về cách cánh côn trùng phát triển trong 350 triệu năm qua:
Thiên nhiên đã giải quyết vấn đề làm thế nào để thiết kế những chiếc máy bay thu nhỏ. Bằng cách học những bài học đó, những phát hiện của chúng tôi sẽ giúp chúng tôi có thể chế tạo một loại phương tiện giám sát mới, bởi vì chúng nhỏ như côn trùng và cũng bay như chúng, hoàn toàn hòa vào môi trường xung quanh.
Hiện nay, chiếc xe giám sát không người lái cánh cố định nhỏ nhất hiện đại rộng khoảng một feet. Sự kết hợp của cánh vỗ là bí quyết để làm cho các thiết kế mới thêm nhỏ.
Để đạt được chuyến bay, bất kỳ đối tượng nào cũng cần có sự kết hợp giữa lực đẩy và lực nâng. Trong máy bay nhân tạo, cần có hai thiết bị riêng biệt để tạo ra những thứ này: động cơ cung cấp lực đẩy và cánh cung cấp lực nâng. Điều này giới hạn phạm vi cho các máy bay thu nhỏ.
Nhưng một cánh vỗ cánh côn trùng kết hợp cả lực đẩy và lực nâng. Nếu các phương tiện nhân tạo có thể mô phỏng phương pháp hiệu quả hơn này, có thể thu nhỏ các máy bay xuống kích thước nhỏ hơn nhiều so với hiện tại.
Nhà nghiên cứu Richard Bomphrey cho biết, thiên nhiên đã giải quyết vấn đề làm thế nào để thiết kế những chiếc máy bay thu nhỏ. Tín dụng hình ảnh: Joi
Bomphrey nói rằng việc điều tra sự khác biệt giữa các thiết kế cánh côn trùng là trọng tâm chính trong công việc nhóm của ông. Sự khác biệt về sinh thái đã dẫn đến một loạt các thiết kế cánh cho các nhiệm vụ khác nhau:
Những con ong là những người nâng tải, một loài săn mồi như chuồn chuồn rất nhanh và cơ động, và những sinh vật như cào cào phải vượt qua những khoảng cách rộng lớn. Nghiên cứu sự khác biệt giữa các thiết kế cánh côn trùng là trọng tâm chính trong công việc của chúng tôi.
Bomphrey giải thích cách ông sẽ áp dụng kiến thức này vào các máy bay nhỏ:
có nghĩa là các phương tiện mới có thể được tùy chỉnh để phù hợp với các mục đích sử dụng cụ thể, từ khám phá địa hình thù địch, các tòa nhà bị sập hoặc sự cố tràn hóa chất đến việc cung cấp truyền hình nâng cao về thể thao và các sự kiện khác.
Tín dụng hình ảnh: Aitor Escauriaza
Chìa khóa của công việc là tính toán vận tốc dòng khí xung quanh cánh côn trùng. Điều này đạt được bằng cách đặt côn trùng vào một hầm gió, gieo hạt vào không khí bằng sương mù nhẹ và chiếu sáng các hạt bằng ánh sáng laser xung - sử dụng một kỹ thuật gọi là hình ảnh vận tốc hạt.
Công trình đột phá của nhóm nghiên cứu đã thu hút sự chú ý của NATO, Không quân Hoa Kỳ và Văn phòng Nghiên cứu và Phát triển Hàng không Vũ trụ Châu Âu. Nghiên cứu dự kiến sẽ tạo ra những phát hiện có thể được sử dụng bởi ngành công nghiệp quốc phòng trong vòng 3-5 năm, dẫn đến sự phát triển và triển khai rộng rãi các máy bay cỡ côn trùng trong vòng 20 năm.
Bomphrey nói:
Đây chỉ là một ví dụ nữa về cách chúng ta có thể học những bài học quan trọng từ thiên nhiên. Những cỗ máy bay nhỏ bé có thể cung cấp cách hoàn hảo để khám phá tất cả các nơi tối tăm, nguy hiểm và bẩn thỉu.
Mục đích cơ bản của công việc là khám phá cách chọn lọc tự nhiên đã ảnh hưởng đến thiết kế cánh côn trùng và cách các thiết kế này bị ảnh hưởng bởi các quy luật khí động học và các ràng buộc vật lý khác. Bomphrey nói:
Evolution đã không định cư trên một loại thiết kế cánh côn trùng duy nhất. Chúng tôi mong muốn hiểu làm thế nào lựa chọn tự nhiên dẫn đến tình trạng này. Nhưng chúng tôi cũng muốn khám phá làm thế nào các phương tiện nhân tạo có thể vượt qua các ràng buộc do thiên nhiên áp đặt.
Điểm mấu chốt: Richard Bomphrey, Đại học Oxford, đang khám phá sự phát triển của những chiếc máy bay nhỏ có kích thước của côn trùng và sử dụng cánh giống côn trùng cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm cả giám sát.