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
      Polatuchy czy płazy potrafiące przemieszczać się lotem ślizgowym, mrówki i wiele owadów żyjących na drzewach są w stanie wykonywać w powietrzu manewry, chroniące je przed upadkiem na ziemię. Jednak mistrzem wśród nich wydaje się salamandra, która całe życie spędza w koronach najwyższych drzew na świecie, kalifornijskich sekwoi wiecznozielonych. To, co naukowcy zobaczyli w tunelu aerodynamicznym przeszło ich najśmielsze oczekiwania.
      Mają wyjątkową kontrolę nad procesem opadania. Są w stanie skręcać, obrócić się, jeśli znajdą się do góry nogami. Potrafią utrzymać odpowiednią postawę, przemieszczać ogon w górę i w dół, by wykonywać manewry. Poziom kontroli jest niesamowity, mówi doktorant Christian Brown z University of South Florida. O niezwykłych możliwościach salamandry z gatunku Aneides vagrans uczeni przekonali się podczas badań w tunelu aerodynamicznym na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.
      Salamandry zrzucano z niewielkiej wysokości w poruszającej się do góry kolumnie powietrza. O ile gatunki, które nie żyły na drzewach po prostu bezradnie opadały na siatkę zabezpieczającą, co, czego dokonywały Aneides vagrans było zadziwiające.
      Gdy zobaczyłem nagrania, najbardziej rzuciło mi się w oczy, że salamandry płynnie poruszały się w powietrzu. W ich ruchach nie było żadnych zakłóceń, żadnych zgrzytów, po prostu płynęły. Moim zdaniem, to dowód, jak głęboko w ich motoryce jest zakodowany ten mechanizm. To pokazuje, że przypadki spadania muszą mieć miejsce dość często, więc nastąpiła presja selektywna. I to nie jest swobodne opadanie, one nie lecą po prostu w dół. Wyraźnie przemieszczają się w poziomie, szybują, mówi profesor Robert Dudley, ekspert od latania zwierząt.
      To zachowanie jest tym bardziej zaskakujące, że Aneides vagrans nie różnią się wyglądem od innych salamander. Mają jedynie nieco większe łapy. Salamandry te mają duże łapy, długie nogi i ruchome ogony. Te wszystkie elementy pozwalają im manewrować w powietrzu. Dotychczas jednak sądzono, że te części ciała służą im jedynie do wspinania się. Jak się okazuje, mają one podwójną funkcję. Służą i do sprawnego wspinania i do manewrowania w powietrzu, dodaje Brown.
      U salamander brak jest oczywistych cech anatomicznych – jak np. dodatkowe fałdy skórne – które mogłyby im pomagać w poruszaniu się w powietrzu. Nie są też postrzegane jako zwierzęta o wybitnym refleksie. Tymczasem manewrowanie w powietrzu wymaga szybkich reakcji na zmieniającą się sytuację oraz umiejętności odpowiedniego ustawienia ciała i trafienia w cel. Dlatego też naukowcy chcieliby się lepiej przyjrzeć nie tylko niezwykłym umiejętnościom salamander, ale sprawdzić też czy inne zwierzęta – których o to nie podejrzewamy – mają podobne umiejętności.
      Podczas swoich eksperymentów Brown i student Erik Sathe z UC Berkeley porównywali umiejętności A. vagrans z trzema innymi gatunkami salamander, które w różnym stopniu korzystają z drzew. A. vagrans, która prawdopodobnie nigdy nie schodzi na ziemię, okazała się najlepszym lotnikiem. Niemal równie dobrymi umiejętnościami charakteryzowała się A. lubugris, która żyje na znacznie niższych drzewach, jak np. dęby. Dwa inne gatunki – żyjąca na ziemi Ensatina eschscholtzii oraz okazjonalnie wchodząca na drzewa A. flavipunctatus – bezradnie spadały na ziemię.
      Brown rozpoczął swoje badania, gdy zauważył, że salamandry, które łapał na drzewach w ramach innego projektu badawczego, bez obaw wyskakiwały z jego dłoni i lądowały z powrotem na gałęziach. Zdziwiło go to ryzykanckie zachowanie. Brown skonsultował się z Dudleyem, specjalistą od podobnego zachowania u zwierząt, a ten poradził mu przeprowadzenie badań w tunelu aerodynamicznym. Tam, używając kamery rejestrującej 400 klatek na sekundę, naukowcy zarejestrowali niezwykłe umiejętności zwierząt. Czasami były one w stanie utrzymać się w powietrzu przez 10 sekund.
      Brown uważa, że niezwykłe umiejętności zostały wykształcone jako ochrona przed spadnięciem na ziemię, ale salamandry zaczęły je wykorzystywać w swoim codziennym życiu. Wspinaczka po drzewie jest dla tych niewielkich zwierząt bardzo wyczerpująca. Ale schodzenie w dół, gdy w górze nie ma niczego do zjedzenia, jest jeszcze bardziej męczące. Salamandry celowo więc odpadają od gałęzi i opadają niżej, tam, gdzie jest pożywienie.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowatorskie badania, których wyniki opublikowano właśnie na łamach PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) wykazały, że do zapewnienia smacznej aromatycznej kawy konieczne są ptaki i owady. Bez tych zwierząt, z których część musi przebyć tysiące kilometrów, plony kawy mogą być nawet o 25% mniejsze, a uprawiający ją rolnicy tracą do 1066 USD na hektarze.
      Badania są pierwszymi, w których wykazano na podstawie eksperymentu polowego przeprowadzonego na 30 farmach uprawiających kawę, że łączny pozytywny wpływ ptaków i pszczół na uprawy kawy jest większy, niż każdego z tych czynników z osobna. Dotychczas naukowcy po prostu wyliczali wpływ każdego z czynników, a potem dodawali to do siebie, mówi główna autorka badań Alejandra Martinez-Salinas z Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE) w Kostaryce. Ale natura to system pełen interakcji, synergii i transakcji wymiennych. Pokazujemy ekologiczne i ekonomiczne znaczenie tych interakcji, a to jeden z pierwszych realistycznych eksperymentów w dużej skali przeprowadzonych na prawdziwych polach uprawnych.
      Na potrzeby eksperymentu badacze wybrali z USA i krajów Ameryki Łacińskiej wybrali 30 farm uprawiających kawę i manipulowali na nich wpływem zwierząt na uprawy. Robili to, między innymi, uniemożliwiając ptakom lub owadom dostęp do roślin za pomocą sieci czy pułapek. W ten sposób przetestowali cztery scenariusze. W pierwszym z nich dostęp do roślin miały tylko ptaki, które mogły w ten sposób kontrolować populację owadów szkodzących uprawą. W drugim dostęp miały tylko owady zapylającą, w trzecim zablokowano dostęp zarówno ptakom jak i zapylaczom, a w czwartym kawa była uprawiana w warunkach całkowicie naturalnych, z dostępem i ptaków, i zapylaczy.
      Okazało się, że tam, gdzie dostęp do kawy miały i ptaki, i zapylacze, ziarna były większe, bardziej jednorodne, miały więcej smaku oraz było ich więcej niż w innych przypadkach. Natomiast w sytuacji, gdy ani zapylacze, ani ptaki nie miały dostępu do upraw, plony spadały o niemal 25%.
      Badania pokazują, jak ważne jest zachowanie bioróżnorodoności. Ptaki, pszczoły i miliony innych gatunków pomagają nam przetrwać na Ziemi, zapewniają nam lepsze życie, a stoją w obliczu takich zagrożeń jak utrata habitatów czy zmiany klimatu, mówi Natalia Aristizábal. Jednym z najbardziej zaskakujących spostrzeżeń było stwierdzenie, że wiele gatunków ptaków, które chronią kostarykańskie uprawy kawy przed szkodnikami to gatunku, które przylatują z Kanady i USA. Zwierzęta przebyły więc tysiące kilometrów, a dzięki nim klienci z USA czy Kanady mogą cieszyć się smaczniejszą i tańszą kawą.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Udostępniona właśnie w sieci baza danych AVONET zawiera szczegółowe pomiary ciała ponad 90 000 ptaków należących do 11 000 gatunków. Baza to dzieło międzynarodowego zespołu naukowego, na którego czele stał doktor Joseph Toias z Imperial College London. Znajdziemy w niej informacje dotyczące 9 pomiarów morfologicznych każdego z osobników: cztery pomiary dzioba, trzy pomiary skrzydeł, pomiar długości ogona oraz pomiar jednej z nóg.
      Baza zawiera również informacje o masie ciała oraz HWI (hand-wing index), który pozwala ocenić efektywność lotu, a zatem zdolność gatunku do rozprzestrzeniania się i przemieszczania w ekosystemie.
      Już wcześniej wykazano, że dziewięć wspomnianych pomiarów jest wysoce skorelowanych z ważnymi cechami gatunków, na przykład z tym, czym się żywią i w jaki sposób poszukują pożywienia. Udostępnienie tak bogatej bazy szczegółowych pomiarów jest niezwykle ważne dla testowania różnych teorii i hipotez z zakresu ornitologii i ekologii. Dotychczas bowiem opierano się na szerszych kategoriach, jak habitat czy główne źródło pożywienia. Niektórzy badacze próbowali też łączyć funkcjonowanie ekologiczne gatunku z rozmiarami ciała, jednak istnieje tylko słaby związek pomiędzy tymi dwoma elementami. Na przykład jastrzębie i kaczki mają podobne mają podobne rozmiary ciała, jednak to niewiele mówi o ich rolach w ekosystemie.
      Pomiary dzioba, nóg i skrzydeł dostarczają zaś bardzo wielu istotnych informacji. Na tej podstawie możemy na przykład dowiedzieć się, jakie jest miejsce danego gatunku w lokalnym łańcuchu pokarmowym czy jak daleko zwierzęta się przemieszczają. Ich połączenie pozwala na znacznie bardziej precyzyjne określenie diety i zachowania gatunków niż wnioskowanie z masy czy ogólnych rozmiarów ciała.
      Naukowcy od dziesięcioleci zbierają tego typu pomiary. Mniej więcej dwie dekady temu zaczęto prace na większą skalę, początkowo badając setki gatunków, a w końcu zaczęły kiełkować pomysły ogólnoświatowych baz danych. Jednak zebrane dotychczas dane były mocno pofragmentowane, części nigdzie nie publikowano, były tez ze sobą niekompatybilne. Stąd powstał pomysł międzynarodowego projektu AVONET, którego ambicją było stworzenie jednorodnej dostępnej dla badaczy ogólnoświatowej bazy danych.
      AVONET to efekt współpracy 115 naukowców ze 106 instytucji w 30 krajach. Połączyli oni różne bazy danych. Większość informacji pochodzi z pomiarów osobników znajdujących się w zbiorach muzealnych, przede wszystkim w Muzeum Historii Naturalnej w Londynie i Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej w Nowym Jorku. Informacje te zostały uzupełnione danymi z 76 innych zbiorów. Doktor Tobias powiedział, że projekt został zrealizowany dzięki pracy olbrzymiej liczby kuratorów, kolekcjonerów i badaczy zajmujących się ptakami od połowy XIX wieku, w tym dzięki wysiłkom Darwina, Wallace'a, Shackeltona czy Audubona.
      Baza to wspaniałe narzędzie do przetestowania zasad rządzących ewolucją, wzorców, które wydają się rozpowszechnione na całym świecie, ale z jakiegoś powodu budzą spory. Na przykład, wykorzystaliśmy ją do sprawdzenia prawa Fostera mówiącego, że w zależności od warunków, gatunki na wyspach są albo mniejsze, albo większe od gatunków na kontynentach. Okazało się, że ta szczególna zasada różni się pomiędzy wyspami, a częściowy wpływ ma na to wielkość wyspy i stopień jej izolacji. Jest jeszcze wiele innych zasad, które można dzięki tej bazie sprawdzić, mówi Tobias.
      Na razie udostępniono wersję 1.0 bazy AVONET. Naukowcy już pracują nad wersją 2.0, w której znajdzie się więcej pomiarów oraz informacje na temat zachowania poszczególnych gatunków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Firma World View Enterprises z Arizony poinformowała o udanym teście balonu, który będzie wynosił turystów na wysokość 32 kilometrów nad Ziemią. Przedsiębiorstwo wykorzystuje balon podobnego typu, który w 2012 roku pozwolił Feliksowi Baumgartnerowi na wykonanie skoku z największej wysokości w dziejach.
      Dyrektor wykonawcza World View Enterprises, Jane Poynter, powiedziała, że ubiegłotygodniowy test był pierwszą próbą wszystkich komponentów połączonych w jedną całość. W czasie testu wykorzystano balon trzykrotnie mniejszy niż ten, który będzie wynosił turystów. Był on obciążony ładunkiem 10-krotnie mniejszym niż kapsuła z turystami.
      Pierwsze komercyjne loty balonu mają rozpocząć się w 2016 roku, a bilet na lot będzie kosztował 75 000 USD. Podczepiona pod balon kapsuła zabierze sześciu turystów i dwóch członków załogi. Przez dwie godziny będą oni znajdowali się na wysokości 32 kilometrów. Kapsuła będzie na tyle duża, że pozwoli pasażerom na spacerowanie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Chin, Kanady i Wielkiej Brytanii poinformowali o znalezieniu jednego z najlepiej zachowanych embrionów dinozaurów. „Dziecko Yingliang” pozwala lepiej zbadać związki pomiędzy dinozaurami a ptakami. Embrion znajduje się w pozycji charakterystycznej dla współczesnych ptaków na krótko przed wykluciem się. Embrion zidentyfikowano jako należący do grupy owiraptorozaurów (jaszczur, złodziej jaj), terapodów blisko spokrewnionych z ptakami.
      Badający skamieniałość naukowcy zauważyli, że głowa embrionu znajduje się poniżej tułowia, kończyny są po obu jej stronach, a grzbiet jest zawinięty w kierunku szerszego końca jaja. Nigdy wcześniej nie widziano takiej pozycji u żadnego z embrionów ginozaurów. Jest ona jednak powszechna wśród współczesnych ptaków. Odkrycie oznacza, że początki takiej pozycji pojawiły się już u terapodów nie będących ptakami.
      Embrion ma około 27 centymetrów długości i znajduje się wewnątrz 17-centymetrowego jaja. Embriony dinozaurów to jedne z najrzadziej spotykanych skamieniałości. Większość z nich jest niekompletnych z przemieszczonymi kośćmi. Jesteśmy niezwykle podekscytowani znalezieniem „Dziecka Yingliang”. Jest ono świetnie zachowane i pozwoli nam poznać wiele tajemnic dotyczących rozwoju i reprodukcji dinozaurów, mówi główny autor artykułu, doktor Fion Waisum Ma z University of Birmingham. Uczony dodaje, że podobna pozycja „Dziecka Yingliang” i współczesnych ptasich embrionów sugeruje podobne zachowanie przed wykluciem się z jaja.
      „Dziecko Yingliang” liczy sobie 72–66 milionów lat. Zostało zidentyfikowane jako owiraptorozaur na podstawie czaszki. Grupa ta obejmowała upierzone terapody zamieszkujące tereny dzisiejszej Azji i Ameryki Północnej. Skamieniałość znaleziono w prefekturze Ganzhou na południu Chin w skałach z późnej kredy.
      Autorzy badań porównali pozycję embrionu owiraptorozaura z pozycjami embrionów innych terapodów oraz ptaków i na tej podstawie zaproponowali hipotezę, zgodnie z którą zachowanie embrionu przed wykluciem, w wyniku którego przyjął on taką pozycję nie jest unikatowe dla ptaków, ale pojawiło się najpierw wśród terapodów przed dziesiątkami, a może nawet setkami milionów lat.
      Interesująca jest też sama historia embrionu. Został on kupiony przez dyrektora firmy Yingliang Group, pana Lianga Liu, około roku 2000 jako przedmiot, który mógł być jajem dinozaura. Gdy po roku 2010 budowano Yingliang Stone Nature History Museum, pracownicy muzealni wybierający przedmioty na ekspozycję, zidentyfikowali go jako jajo dinozaura. Dopiero wówczas rozpoczęto badania i trafiono na sensacyjną skamieniałość.
      Ten embrion wewnątrz jaja to jedna z najpiękniejszych skamieniałości jakie kiedykolwiek widziałem. Mały dinozaur wygląda jak mały ptak przed wykluciem, zwinięty w jaju. To kolejny dowód wskazujący, że liczne cechy współczesnych ptaków pojawiły się u dinozaurów, mówi profesor Steve Brusatte z University of Edinburgh.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...