Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Latający robot z piórami gołębia zdradza ptasie tajemnice

Recommended Posts

Robot z piórami gołębia to najnowsze dzieło naukowców z Uniwersytetu Stanforda. Korzysta ono z dodatkowego elementu, ułatwiającego ptakom latanie – możliwości manipulowania rozstawem piór i kształtem skrzydeł.

David Lentink ze Stanforda przyglądał się sposobowi pracy skrzydeł, poruszając skrzydłami martwego gołębia. Zauważył, że najważniejszy dla zmiany kształtu skrzydeł są kąty poruszania się dwóch stawów: palca i nadgarstka. To dzięki ich zmianie sztywne pióra zmieniają kształt tak, że zmienia się cały układ skrzydeł, co znakomicie pomaga w kontroli lotu.

Korzystając z tych doświadczeń Lentink wraz z zespołem zbudowali robota, którego wyposażyli w prawdziwe pióra gołębia.
Robot to urządzenie badawcze. Dzięki niemu naukowcy z USA mogą prowadzić eksperymenty bez udziału zwierząt. Zresztą wielu testów i tak nie udało by się przeprowadzić wykorzystując zwierzęta. Na przykład uczeni zastanawiali się, czy gołąb może skręcać poruszając palcem tylko przy jednym skrzydle.

Problem w tym, że nie wiem, jak wytresować ptaka, by poruszył tylko jednym palcem, a jestem bardzo dobry w tresurze ptaków, mówi Lentink, inżynier i biolog z Uniwersytetu Stanforda. Robotyczne skrzydła rozwiązują ten problem. Testy wykazały, że zgięcie tylko jednego z palców pozwala robotowi na wykonanie zakrętu, a to wskazuje, że ptaki również mogą tak robić.

Uczeni przeprowadzili też próby chcąc się dowiedzieć, jak ptaki zapobiegają powstaniu zbyt dużych przerw pomiędzy rozłożonymi piórami. Pocierając jedno pióro o drugie zauważyli, że początkowo łatwo się one z siebie ześlizgują, by później się sczepić. Badania mikroskopowe wykazały, że na krawędziach piór znajdują się niewielkie haczyki zapobiegające ich zbytniemu rozłożeniu. Gdy pióra znowu się do siebie zbliżają, haczyki rozczepiają się. W tym tkwi ich tajemnica. Mają kierunkowe rzepy, które utrzymują pióra razem, mówi Lentink.

Uczeni, aby potwierdzić swoje spostrzeżenia, odwrócili pióra i tak skonstruowane skrzydło umieścili w tunelu aerodynamicznym. Pęd powietrza utworzył takie przerwy między piórami, że wydajność skrzydła znacznie spadła.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naturalne jaskinie to ważne cele przyszłych misji NASA. Będą one miejscem poszukiwań dawnego oraz obecnego życia w kosmosie, a także staną się schronieniem dla ludzi, mówi Ali Agha z Team CoSTAR, który rozwija roboty wyspecjalizowane w eksploracji jaskiń. Jak wcześniej informowaliśmy, na Księżycu istnieją gigantyczne jaskinie, w których mogą powstać bazy.
      Team CoSTAR, w skład którego wchodzą specjaliści z Jet Propulsion Laboratory i California Instute of Technology to jednym z zespołów, który przygotowuje się do wzięcia udziału w tegorocznych zawodach SubT Challenge organizowanych przez DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych).
      CoSTAR wygrał ubiegłoroczną edycję SubT Urban Circuit, w ramach której roboty eksplorowały tunele stworzone przez człowieka. Teraz coś na coś trudniejszego i mniej przewidywalnego. Czas na naturalne jaskinie i tunele.
      Specjaliści z CoSTAR i ich roboty pracują w jaskiniach w Lava Beds National Monument w północnej Kalifornii. Jaskiniowa edycja Subterranean Challenge jest dla nas szczególnie interesująca, gdyż lokalizacja taka bardzo dobrze pasuje do długoterminowych planów NASA. Chce ona eksplorować jaskinie na Księżycu i Marsie, w szczególności jaskinie lawowe, które powstały w wyniku przepływu lawy. Wiemy, że takie jaskinie istnieją na innych ciałach niebieskich. Kierowany przez Jen Blank zespół z NASA prowadził już testy w jaskiniach lawowych i wybrał Lava Beds National Monument jako świetny przykład jaskiń podobnych do tych z Marsa. Miejsce to stawia przed nami bardzo zróżnicowane wyzwania. Jest tam ponad 800 jaskiń, mówi Ben Morrell z CoSTAR.
      Eksperci zwracają uwagę, że istnieje bardzo duża różnica w dostępności pomiędzy tunelami stworzonymi przez człowieka, a naturalnymi jaskiniami. Z jednej strony struktury zbudowane ludzką ręką są bardziej rozwinięte w linii pionowej, są wielopiętrowe, z wieloma poziomami, schodami, przypominają labirynt. Jaskinie natomiast charakteryzuje bardzo trudny teren, który stanowi poważne wyzwanie nawet dla ludzi. Są one trudniej dostępne, z ich eksploracją wiąże się większe ryzyko, są znacznie bardziej wymagające dla systemów unikania kolizji stosowanych w robotach.
      Agha i Morrell mówią, że jaskinie lawowe ich zaskoczyły. Okazały się znacznie trudniejsze niż sądzili. Stromizny stanowią duże wyzwanie dla robotów. Powierzchnie tych jaskiń są niezwykle przyczepne. To akurat korzystne dla robotów wyposażonych w nogi, jednak roboty na kołach miały tam poważne problemy. Przed urządzeniami stoją tam zupełnie inne wyzwania. Zamiast rozpoznawania schodów i urządzeń, co było im potrzebne w tunelach budowanych przez człowieka, muszą radzić sobie np. z nagłymi spadkami czy obniżającym się terenem.
      Miejskie tunele są dobrze rozplanowane, nachylone pod wygodnymi kątami, z odpowiednimi zakrętami, prostymi korytarzami i przejściami. Można się tam spodziewać równego podłoża, wiele rzeczy można z góry zaplanować. W przypadku jaskiń wielu rzeczy nie można przewidzieć.
      Celem SubT Challenge oraz zespołu CoSTAR jest stworzenie w pełni autonomicznych robotów do eksploracji jaskiń. I cel ten jest coraz bliżej.
      Byliśmy bardzo szczęśliwi, gdy podczas jednego z naszych testów robot Spot [Boston Dynamics – red.] w pełni autonomicznie przebył całą jaskinię. Pełna autonomia to cel, nad którym pracujemy zarówno na potrzeby NASA jak i zawodów, więc pokazanie, że to możliwe jest wielkim sukcesem, mówi Morrell. Innym wielkim sukcesem było bardzo łatwe przełożenie wirtualnego środowiska, takiego jak systemy planowania, systemy operacyjne i autonomiczne na rzeczywiste zachowanie się robota, dodaje. Jak jednak przyznaje, zanotowano również porażki. Roboty wyposażone w koła miały problemy w jaskiniach lawowych. Dochodziło do zużycia podzespołów oraz poważnych awarii sprzętu. Ze względu na epidemię trudno było sobie z nimi poradzić w miejscu testów, stwierdza ekspert.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W końcu udało się przeprowadzić testowy lot Starship SN8. Lot, który zakończył się spektakularną eksplozją rakiety. Nie było to jednak zbyt wielkim zaskoczeniem. Oceniano bowiem, że szanse, iż rakieta wyląduje nietknięta wynoszą około 30%.
      Starship SN8 wystartował wczoraj o godzinie 23:45 czasu polskiego z ośrodka testowego SpaceX w pobliżu wsi Boca Chica w Teksasie. Jego celem było osiągnięcie wysokości 12,5 kilometra, wykonanie kilku skomplikowanych manewrów – w tym odwrócenie się poziomo w celu spowolnienia opadania – powrót do pozycji pionowej i pionowe lądowanie. SN8 wykonał wszystkie zadania, z wyjątkiem ostatniego. W 6 minut i 42 sekundy po starcie doszło do wielkiej eksplozji na lądowisku. Wszystko wskazuje na to, że Starship miał podczas lądowania zbyt dużą prędkość.
      Firma SpaceX uznała jednak test za sukces. Podczas lądowania ciśnienie w zbiorniku paliwowym na szczycie rakiety było zbyt niskie, przez co silniki nie wyhamowały pojazdu do odpowiedniej prędkości. Mamy jednak wszystkie dane, jakich potrzebowaliśmy. Gratulacje dla całego zespołu SpaceX, napisał na Twitterze Elon Musk. Niedługo potem dodał: Marsie, przybywamy!.
      Wczorajszy test był najbardziej skomplikowany ze wszystkich dotychczasowych testów Starship. Wcześniej pojazdy te (Starhopper, SN5 i SN6) osiągały wysokość około 150 metrów. Były prostymi konstrukcjami, wyposażonymi w jeden silnik Raptor. SN8 to znacznie bardziej skomplikowany pojazd, o większych możliwościach. Korzysta on z trzech Raptorów, wyposażony jest w klapy i nos. Wszystkie te nowe elementy spisały się na medal, zapewnił Musk. Udane wznoszenie, przełączenie na górny zbiornik, precyzyjna praca klap, które naprowadziły rakietę na lądowisko, cieszył się założyciel SpaceX.
      Pojazdy Starships mają w przyszłości latać na Księżyc, Marsa i w inne miejsca. Docelowo cały system będzie składał się dwóch zasadniczych elementów – pojazdu Starship, który w przyszłości będzie wyposażony w sześć silników Raptor oraz z olbrzymiej rakiety SuperHeavy, napędzanej około 30 silnikami. Oba elementy mają być wielokrotnego użytku, oba konstruowane są tak, by po starcie i lądowaniu były szybko gotowe do kolejnego startu.
      SpaceX chce, by Starship i SuperHeavy były wkrótce gotowe do regularnych lotów. Musi być to nieodległa perspektywa, gdyż NASA rozważa wykorzystanie Starship podczas załogowej misji na Księżyc. Elon Musk ogłosił niedawno, że SpaceX zorganizuje pierwszą załogową misję na Marsa już w roku 2026, szybko jednak dodał, że jeśli będziemy mieli szczęście, to misja taka odbędzie się już w roku 2024.
      Jeśli traktować te zapewnienia poważnie, to kolejne loty Starship muszą odbywać się często. Wiemy, że Starship SN9jest już niemal gotowa. Trwają też prace nad wersją SN10. Obie wersje będą bardzo podobne do SN8, mają jednak zawierać sporo niewielkich usprawnień. Duże zmiany przewidziane są w wersji SN15.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ważący do 15 kg kondor wielki (Vultur gryphus) lata nawet 5 godzin, nie machając przy tym skrzydłami. W jaki sposób tak duży ptak może odbywać loty tej długości? Międzynarodowy zespół naukowców posłużył się nowoczesnymi rejestratorami parametrów lotu. Okazało się, że kondory wykorzystują prądy powietrzne, uciekając się do poruszania skrzydłami tylko przez 1% czasu trwania lotu.
      Wyniki badania ukazały się w piśmie PNAS. Emily Shepard i Hannah Williams z Uniwersytetu w Swansea oraz Sergio Lambertucci z Universidad Nacional del Comahue posłużyli się rejestratorami lotu, które utrwalały skręty i uderzenia skrzydłami, wykonywane przez ptaki (8) podczas poszukiwania pokarmu.
      Naukowcy chcieli sprawdzić, czy wysiłek związany z lotem różni się w zależności od warunków środowiskowych. Ich ustalenia pomogą zdobyć więcej informacji na temat zdolności dużych ptaków do szybowania i specyficznych warunków utrudniających lot.
      Biolodzy stwierdzili, że ponad 75% machania skrzydłami wiąże się u kondora ze wznoszeniem. Po wzbiciu w przestworza ptaki mogły podtrzymywać szybowanie przez długi czas w szerokim zakresie warunków termicznych i wiatrowych. Jeden z kondorów unosił się w powietrzu bez machania aż 5 godzin, przebywając w tym czasie ok. 172 km.
      Akademicy zastanawiali się, czy istnieją rodzaje wzorców pogodowych czy typy terenu, w przypadku których kondory muszą machać skrzydłami. Co zaskakujące, to, ile ptak uderzał skrzydłami, właściwie się nie zmieniało; nie miało znaczenia, czy kondor znajduje się w Andach, czy nad stepem i czy jest wietrznie, czy nie - podkreśla Shepard. Kondory należą do świetnych lotników, ale nie spodziewaliśmy się, że są aż tak wytrawnymi zawodnikami - dodaje.
      Ptaki szybujące latają w warunkach pogodowych, które pozwalają im pozostawać w powietrzu przy absolutnym minimum kosztów poruszania. Czasem jednak muszą się one uciekać do kosztownego lotu aktywnego. Nasze wyniki sugerują, że decyzje, kiedy i gdzie lądować i kiedy przemieszczać się między prądami powietrznymi, są kluczowe. Kondor musi być w stanie wystartować po wylądowaniu, poza tym niepotrzebne lądowania znacząco podwyższają ogólne koszty [energetyczne] lotu - wyjaśnia Hannah Williams, która pomagała w badaniach, pracując na Uniwersytecie w Swansea (obecnie jest związana z Instytutem Zachowania Zwierząt Maxa Plancka).
      Najbardziej wymagające sytuacje miały miejsce wtedy, gdy kondory próbowały szybować między słabymi kominami termicznymi; wg Shepherd, opadały wtedy bliżej ziemi i więcej uderzały skrzydłami. Lambertucci dodaje, że to dla ptaków krytyczny moment, bo muszą znaleźć wznoszący prąd powietrza, by uniknąć nieplanowanego lądowania. Argentyńczyk porównuje działanie takich kominów do lamp lava. Bąble powietrza wznoszą się [bowiem] okresowo, gdy powietrze jest wystarczająco ciepłe. Kondory mogą się więc pojawić w miejscu właściwym dla komina, ale w niewłaściwym czasie.
      Zebranie danych do analizy zajęło naukowcom 5 lat. Wiele godzin poświęcono na czekanie przy padlinie owiec, by oznakować ptaki. Później organizowano ekspedycje, by odzyskać urządzenia. Ten etap był konieczny, bo pozyskano tyle danych, że nie dało się ich przesłać satelitarnie czy przez sieci komórkowe.
      Jak naukowcy wyjaśnili w rozmowie z portalem Conversation, koncepcję badania zmodyfikowano, biorąc pod uwagę trudność dotarcia do odległych i niebezpiecznie stromych lokalizacji w Andach, gdzie lubią przebywać dorosłe kondory wielkie. By oszczędzić czas i zwiększyć szanse na odzyskanie tagów, obierano na cel młodociane osobniki, które gniazdują w grupach w bardziej dostępnych wzgórzach patagońskiego stepu.
      W przyszłości Williams chce głębiej zbadać podejmowanie decyzji lotniczych przez kondory. Zamierza sprawdzić, czy kondory i inne zwierzęta wykorzystujące prądy powietrzne obserwują czyjś lot, by zmapować środowisko. Czy wykorzystując mapę, mogą zwiększyć szanse na podjęcie właściwych decyzji i stwierdzać, kiedy i gdzie się przemieścić bez popełniania kosztownych pomyłek?

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niewielka figurka ptaka wyrzeźbionego 13 300 lat temu na terenie dzisiejszych Chin może być pierwszym znanym przykładem oryginalnej tradycji artystycznej, mówi archeolog Zhanyang Li. Badania figurki ujawniły, jak bardzo wyjątkowy jest to zabytek i jak rozwiniętą techniką posługiwał się artysta. Równie niezwykłe są okoliczności jej znalezienia.
      W 1958 roku, zanim jeszcze archeolodzy zdali sobie sprawę, jakie skarby kryje Lingjin, robotnicy kopali tam studnię. Całą wykopaną ziemię zgromadzili obok. W 2005 roku na stos ziemi trafił archeolog Zhanyang Li i jego zespół z Uniwersytetu Szantung. Okazało się, że archeolodzy mieli niezwykłe szczęście. Zwykle po kopaniu studni materiał archeologiczny jest bardzo mocno przemieszany. Tym razem okazało się, że studnię kopano w miejscu, gdzie od paleolitu ludzie nie pozostawili po sobie żadnych artefaktów. W stosie odkryto jedynie ostrza z rogowca oraz ceramikę, bardzo podobne do wyrobów, jakie znaleziono w Lingjing w czasie dobrze datowanych wykopalisk w warstwie sprzed 14–13 tysięcy lat. Artefakty były przemieszane z węglem drzewnym i spalonymi zwierzęcymi kośćmi, które metodą radiowęglową datowano na 13 300 lat temu.
      Ludzie rozwijają sztukę od dziesiątków tysięcy lat. Najstarsze znane rzeźby, przedstawiające ludzi i zwierzęta, liczą sobie około 40 000 lat i wykonano je z kości mamuta. Nie wiemy jednak, czy pomysł rzeźbienia trójwymiarowych figur pojawił się w wielu miejscach niezależnie, czy też pierwsze rzeźby powstały w jednym miejscu i stamtąd sztuka rozprzestrzeniła się po świecie.
      Zhengyang Li i jego zespół uważają, że ptak z Lingjiang może wskazywać, iż ludzie we wschodniej Azji samodzielnie opracowali własną technikę artystyczną. Figurka jest bowiem wykonana w innym stylu i za pomocą innych technik, niż wszystkie inne rzeźby znalezione dotychczas w Europie czy Azji.
      W czasie gdy powstał ptaszek z Lingjing ludzie na całym świecie rzeźbili ptaki. Jednak zwykle są to ptaki drapieżne, a nie śpiewające, a ponadto żadna ze znanych nam rzeźb nie posiada postumentu, który pozwala stać jej prosto.
      Również materiał wskazuje na unikatową tradycję. Większość paleolitycznych rzeźb wykonano w kości słoniowej. Jednak artysta z Lingjing wykorzystał spaloną, sczerniałą kość, prawdopodobnie kość kończyny mamuta. Jednak, co jeszcze bardziej interesujące, wszystko wskazuje na to, że kość poddano specjalnej obróbce cieplnej.
      Jeśli wrzucimy kość do ognia lub będziemy ją trzymali nad otwartym ogniem, to prawdopodobnie popęka, skurczy się i wygnie. Jeśli jednak będziemy ją wygrzewali w niskiej temperaturze przez odpowiedni czas i nie dopuścimy do tego procesu tlenu, to kość będzie wyglądała tak, jak ta, z której wyrzeźbiono ptaszka z Lingjin. Kość stanie się czarna, ale jej struktura nie zostanie uszkodzona. Uzyskanie takiego efektu wymaga specjalistycznej wiedzy. A to z kolei wskazuje, że gdy przed 13 300 lat powstawała rzeźba, jej twórca posługiwał się dobrze poznanymi technikami, które były dobrze zintegrowane z lokalną kulturą.
      Analiza rzeźby wykonana za pomocą tomografu komputerowego wskazuje, że artysta posłużył się wieloma różnymi technikami. Po przygotowaniu w ogniu kość została wygładzona za pomocą kamienia. Następnie za pomocą jakiegoś rodzaju kamiennego dłuta rzeźbie nadano ogólny kształt. Później artysta wykorzystał kamienne skrobaki do wygładzenia powierzchni i uzyskania ostatecznego kształtu rzeźby. W końcu za pomocą ostrego narzędzia zaznaczył oczy i dziób ptaka. Na figurce zauważono też nachodzące na siebie otarcia biegnące w różnych kierunkach. Takich śladów można by się spodziewać, gdyby np. figurka była przez długi czas noszona w skórzanej torbie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badacze z Rutgers University stworzyli kierowanego USG robota do pobierania krwi, który radził sobie z tym zadaniem tak samo dobrze, a nawet lepiej niż ludzie. Odsetek skutecznych procedur wyliczony dla 31 pacjentów wynosił 87%. Dla 25 osób z łatwo dostępnymi żyłami współczynnik powodzenia sięgał zaś aż 97%.
      W urządzeniu znajduje się analizator hematologiczny z wbudowaną wirówką. Może ono być wykorzystywane przy łóżkach pacjentów, a także w karetkach czy gabinetach lekarskich.
      Wenopunkcja, czyli nakłuwanie żyły, by wprowadzić igłę bądź cewnik, to częsta procedura medyczna. W samych Stanach rocznie przeprowadza się ją ponad 1,4 mld razy. Wcześniejsze badania wykazały, że nie udaje się to u 27% pacjentów z niewidocznymi żyłami, 40% osób bez żył wyczuwalnych palpacyjnie i u 60% wyniszczonych chorych.
      Powtarzające się niepowodzenia związane z wkłuciem pod kroplówkę zwiększają ryzyko zakażeń czy zakrzepicy. Czas poświęcany na przeprowadzenie procedury się wydłuża, rosną koszty i liczba zaangażowanych w to osób.
      Takie urządzenie jak nasze może pomóc pracownikom służby zdrowia szybko, skutecznie i bezpiecznie pozyskać próbki, zapobiegając w ten sposób niepotrzebnym komplikacjom i bólowi towarzyszącemu kolejnym próbom wprowadzenia igły - podkreśla doktorant Josh Leipheimer.
      W przyszłości urządzenie może być wykorzystywane w takich procedurach, jak cewnikowanie dożylne, dializowanie czy wprowadzanie kaniuli tętniczej.
      Kolejnym etapem prac ma być udoskonalenie urządzenia, tak by zwiększyć odsetek udanych procedur u pacjentów z trudno dostępnymi żyłami. Jak podkreślają Amerykanie, dane uzyskane w czasie tego studium zostaną wykorzystane do usprawnienia sztucznej inteligencji w robocie.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...