2_All_Tag

الطيورالطنانةكائناتبديعةتلهمالعلماءلصناعةطائراتبدونطيار الطيورالطنانةالجميلةالتيتحلقبرشاقةفيالحدائقمنزهرةإلىأخرى,لترتشفالرحيق,قدلاتبدوللوهلةالأولىنموذجالسلاححرب ترفرفهذهالطيورالصغيرةبسرعةخارقة,فهيبارعةفيالتحليق,وقادرةعلىالانطلاقللأماموالخلففورا,والغوصسريعاللأسفلثمالارتفاعمجددا,والانحناءوالدوران,وحتىالطيرانرأساعلىعقبوقدلفتتقدراتهاالمتطورةفيالطيرانانتباهمصمميالروبوتات,لاسيمامنيدرسوناستخدامالطائراتبدونطيارفيالحروبالحديثة يقول"بريتتوبالسكي"أستاذعلمالأحياءومديرمختبرالطيرانفيجامعةمونتاناالأمريكية:الطيورالطنانةأفضلالطيارينفيالطبيعة,فهيمتفوقةفيوظائفهاالفسيولوجيةوأدائهافيالطيران,ولهاقدرةمذهلةعلىالمناورة,وتستطيعالتحليقفيمكانهابلاحدود تكنولوجيامستوحاةمنالأحياء أصبحتالطيورالطنانةموضوعالأبحاثجديدة,وهناكجهدواسعلبناءروبوتطائريحاكيالطائرالطنان,وهيظاهرةتُعرفبالتكنولوجياالمستوحاةمنالأحياء صُنعتروبوتاتتحاكيالطيورالطنانةـأشهرها"طائرالطنانالنانوي"Hummingbird),الذيطورتهشركة"آيروفايرونمنت"),بتمويلمنوكالةمشاريعالأبحاثالدفاعيةالأمريكيةالمتقدمة"داربا"),ولكنيواجههاعددمنالقيود تدرسمختبراتطيرانعدةحولالعالممجموعةمنالكائنات,منهاعثةالصقرواليعاسيبوالخفافيشوالطيورالطنانة,لفهمأسرارمهاراتالطيرانلديها,لبناءآلاتأفضلوتمولوكالاتالدفاعجزءاكبيرامنهذاالعمل,بهدفاستخدامالمعرفةلتصميمطائراتأكثرتطورا قدلايحملروبوتمستوحىمنطائرالطنانأسلحة,لكنيمكنأنيُستخدملاستطلاعالشوارعفيالحروب,أوالتجسس,أوالبحثعنالجنودالمصابينفيأماكنلايصلإليهاالبشر خصائصمميزةيصعبفهمها لدىالطيورالطنانةخصائصمذهلةغيرمتوقعة,فهيصغيرةالحجم,يشبهحملهاالإمساكبمنديلورقي,لكنلديهاسلوكياتطيرانمرنةغنيةومعقدةللغاية تضربأجنحةالطيورالطنانةنحو50مرةفيالثانية,وهيأسرعمنأيطائرآخر,أماأجنحةالحمامفلاتضربإلا9مراتفيالثانيةكماأنقلوبالطيورالطنانة,تخفق1200مرةفيالدقيقةعندماتكوننشطة,معأنحجمقلوبهالايتعدىحجمحبةالبازلاء,وأماالبشرفتخققلوبهممابين60-100مرةفيالدقيقة يركزالباحثونفيمختبرالطيرانعلىطائرالطنانالكاليب,الذييزنأقلمنمشبكيورقومعذلك,فإنهيسلككلخريفمساراللهجرةشديدالخطورة,بينالرياحوالأمطاروالثلوج,منشمالغربالمحيطالهادئإلىجنوبالمكسيك ولايزالكثيرمنجوانببيئةالطيورالطنانةغامضة,ويرجعذلكأساساإلىصغرحجمها,الذييجعلتركيبأجهزةالتتبععليهاأمراصعبا يوجدنحو370نوعامنالطيورالطنانةفيالعالم,وهيتعيشفيأمريكاالشماليةوالجنوبيةومعضخامةالتمويلووفرةالوقتالمخصصلفكألغازالطيورالطنانة,فإنهافهمهاالشامللايزالبعيدالمنال مناوراتقتاليةمميزة قبلعقدمنالزمن,نقلالباحثونمختبرامتنقلاإلىمناطقالأمازونالبيروفية,وكوستاريكاوجبالالأنديزالإكوادورية,ودرسوا200طائرطنانفيبيئتهاالطبيعية وقدقسمالعلماءبحثهمإلى3فئات;الميلانللأعلىوالأسفل,والتسارعوالكبح,والمنعطفاتالحادةالمعقدةالتيتؤديإلىتغييرمفاجئفيالاتجاه كانتمنالاكتشافاتالتيتبدومناقضةللتوقعات,أنالطيورالطنانةالكبيرةتستطيعالمناورةبسهولةأكبرمنالطيورالصغيرة,نظرالامتلاكهاكتلةعضليةأكبروحجمأجنحةأكبر,نسبةإلىأجسادها الطيورالطنانةأفضلالطيارينفيالطبيعة,فهيمتفوقةفيوظائفهاالفسيولوجيةوأدائهافيالطيران أمضىالعلماءسنواتفيدراسةمناوراتالهروبالتيتنفذهاالطيورالطنانةعندالفراربسرعةمنالحيواناتالمفترسة,ولدراسةتلكالسلوكيات,اقتربوامنطائرمحبوسفيصندوقشفافمصنوعمنالبلاستيكلإخافته,وعندماهرباستخدموافيديوهاتفائقةالسرعة,تتيحلهمتحليلأصغرتفاصيلالطيرانبدقةعالية وجدالباحثونأنتلكالطيورأثناءالهروب,تميلللأعلىثمتتدحرجليبتعدعنالمفترس,ثمتميلللأسفلوتطيربعيدا,ويحدثذلكفي120جزءامنالثانية,وهووقتقصيرجدا تُعرفهذهالطيوربعداوتهاالفائقة,فقداكتشفتلهامناوراتقتاليةمميزةأثناءتحليقها,منهاالمطاردة,والاندفاعنحوالمفترس,والمواجهةالمباشرة,والطيرانالحلزوني,والمبارزة "لاتحاولمقاومةالرياحبلتطيرمعها" أحدجوانبدراسةكيفيةطيرانالطيورالطنانة,يتضمنقياسسرعةالهواءوالضغطواللزوجةالمحيطةبأجنحتهاالنابضة,التيتدعمقدرتهاعلىالطيران,لكنالمعادلاتالتيتفسرهذهالظاهرةمعقدةجدا,لدرجةأنالحواسيبالعملاقةتستغرقأسابيع,لإعدادنموذجللقوىالديناميكيةالهوائية تتغيرأجسامالطيورالطنانة-ولاسيماالأجنحةوالذيل-باستمرار,وتخضعلعدةتعديلاتأثناءالطيرانوتمثلهذهالتعقيداتتحدياكبيرا,وأكبرتحدٍأماممصمميالروبوتاتهوتغييرشكلالجناحوالذيلمثلمايفعلالطائر لميستطعالمهندسونبعدُتغييرشكلالجناحفيالروبوتاتكماتفعلالطيور,ليسفقطبالحركةالانسيابية,بلأيضابالحركةالالتفافيةوالطي,فهوأمربالغالصعوبةلدىالمهندسين وهناكتحدٍآخريواجهالباحثين,ألاوهوإعادةإنشاءالريشالحسي(Filoplumes),وهيالريشاتالصغيرةالتيتشبهأشجارالنخيل,وتوفرمدخلاتحسية,فتراقبسرعةالرياحودرجةالحرارةوحالةالريش,وترسلهذهالمعلوماتإلىدماغالطائرلكنمعرفةتفاصيلهذاالدماغالصغيرالمتحكمبقدراتالطيرانالمدهشةيظللغزاكبيرا أظهرتدراسةحديثةأنخلاياهذهالطيورالعصبيةأكثرحساسيةللمحفزاتمقارنةبأنواعأخرى,ممايساعدهاعلىمعالجةأسرعللأشياء,ويعززقدرتهاعلىالطيرانبمهارة أجنحةالطيورالطنانةتضربنحو50مرةفيالثانية,وهيأسرعمنأيطائرآخر تواجهصانعيالروبوتاتتحدياتتقنيةأخرى,منهاعمرالبطاريةالقصير,وبناءاستجابةحسيةفيالروبوتمثلمايفعلالطائرالطنان,وكذلكالتكيفمعالرياح,فالطيورالطنانةذاتقدرةكبيرةعلىالتعاملمعالرياح يقول"موبلبينديكت",وهومهندسروبوتاتفيجامعةتكساس:نفضلتشغيلطائراتنابدونطيارفيالأيامالهادئة,لأنهالاتفضلالرياحالأمرعكسذلكتمامامعالطيور,نراهافيالسماءفيالأيامالعاصفة,فهيلاتحاولمقاومةالرياح,بلتطيرمعها سرعةالتعافيمنقوةالرياح فيدراسةتتعلقبالاضطراباتالهوائيةفيمختبرالطيران,وضعطالبالدكتوراه"ريمايديلبلانش"مغناطيساصغيراعلىظهرطائرطنان,بداخلنفقهوائيبينمغناطيسينآخرين,ثمفُعّلتالمغانطلسحبهعنمساره وقدصورالباحثونالتجربةلتحليلسرعةتعافيالطائر,ومواجهتهالرياحفيغضونأجزاءمنالثانية,فقديفيدهمذلكفيتصميمروبوتيستطيعالطيرانفيالرياح,لكنذلكلميتحققبعد يقول"بريتتوبالسكي"أستاذعلمالأحياءومديرمختبرالطيرانفيجامعةمونتاناالأمريكيةمازحا:قديكونأسهلَالتفكيرُفيتربيةطائرطنان,وتدريبهعلىحملحقيبةظهرصغيرة ماسرالطنين؟ تصدرالطيورالطنانةصوتامميزامنأجنحتهاعندالطيران,وفيتقريرنشربصحيفةالغارديان,فإنالسببالرئيسييكمنفيقوىديناميكاالهواء,ثمتغيُّرالضغطالناتجعندتحرُّكالأجنحةوفقالنتائجبحثأجراهعلماءمنجامعةستانفوردالأمريكية,وجامعةآيندهوفنللتكنولوجياالهولندية يقول"ديفيدلنتنك"وهومشاركفيالبحثوأستاذمساعدفيالهندسةالميكانيكيةبجامعةستانفورد,إنارتباطالطنينبحركةالأجنحةكانمعروفا,لكنالسببوراءالصوتلميكنواضحا,فكانمرجّحاأنسببالصوتإنماهوتغيرالضغطالناتجعنالرفرفة,والدواماتالمولدةفيالهواء,والصفيرالصادرمنالريش وضعالفريقأكثرمنألفيمسجلوكاميراتعاليةالسرعةحولقفصتتغذىفيه6طيورطنانةعلىزهرةصناعية,مماسمحلهمبالتقاطالأصواتالتيتصدرمنالطيور,ثمإنشاءخريطةصوتيةثلاثيةالأبعاد,وربطهامعحركةالأجنحةالتيالتقطتهاالكاميرات ولمعرفةمصدرالأصوات,سعىالفريقلقياسقوىالرفعوالاحتكاكالناتجةعنرفرفةالأجنحة,فأنشؤواتجربةأخرى,كانتالطيورفيهامحاطةبوحداتلقياسالضغط,معكاميراتعاليةالسرعة,وراقبوهاأثناءالرفرفة,وقداستطاعواتحديدحجمقوىالضغطالمُنتجة,وكيفيةتغيرهابمرورالوقت عندماجمعالباحثونالمعلوماتحولالقوىمعحركةأجنحةالطيور,استطاعواالتفرسبالأصواتالتيستنشأمنهذهالعواملوحدها,ثمقارنوهابالخريطةالصوتيةالثلاثيةالأبعاد,الناتجةعنالتجربةالأولى كشفتالنتائجأنقوىديناميكاالهواءالناتجةأثناءحركةالأجنحة,معسرعةحركةالأجنحةواتجاهها,تكفيإلىحدكبيرلتفسيرالطنين السرفيحركةالأجنحة لاحظالفريقأنالعاملالحاسمهوحركةأجنحةالطائرالطنان,ففيحينأنمعظمالطيورتخلققوةرفععندحركةالجناحللأسفلفقط,فإنالطيورالطنانةتفعلذلكفيحركةالجناحلأسفلولأعلى,نتيجةلحركةالجناحغيرالعادية,التيتتبعمسارايشبهشكل(U) علاوةعلىذلك,تحدثهذهالضرباتبشكلأسرعبكثيرعندالطيورالطنانة(نحو40مرةفيالثانية),ونتيجةلذلك,يقولالفريقإنحركةجناحالطائرالطنانتولدأصواتاعندكل40و80هرتزا,وقدوُجدأنهاالمكوناتالرئيسيةللطنين جوانببيئةالطيورالطنانةغامضة,بسببصغرحجمها,الذييجعلتركيبأجهزةالتتبععليهاأمراصعبا لكنتذبذبالقوىفيضرباتالأجنحة,وتأثيرحركةالجناحعلىشكل(U),قدولّدنغماتتردديةأعلىلهذهالأصوات يقولأستاذالهندسةالميكانيكيةبجامعةستانفورد"ديفيدلنتنك":الجميلفيضربةالجناحالمعقدةلدىالطيورالطنانة,أنهاتتسبببنغمأكثرارتفاعا,وهذهالنغماتهيالتيتعطيالصوتطابعهإنالطريقةالتيتتغيربهاالقوىهيالتيتخلقالصوتالذينسمعه المصدر:الغارديان