المحاكاة الحيوية استلهام الطبيعة لتطوير تقنيات الطائرات المسيّرة

في تطور علمي مبتكر، نجح فريق من الباحثين في معهد العلوم في طوكيو بقيادة البروفيسور هيروتو تاناكا في تطوير تقنية مستوحاة من الطبيعة لتحسين أداء الطائرات المسيّرة. التقنية تعتمد على استشعار الرياح بواسطة مستشعرات إجهاد دقيقة مثبتة على أجنحة مرنة، مستوحاة من مستقبلات الإجهاد البيولوجية الموجودة في أجنحة الطيور، والتي تمكنها من إدراك التغيرات الطفيفة في ضغط الهواء وقوة الرياح.

المحاكاة الحيوية استلهام الطبيعة لتطوير تقنيات الطائرات المسيّرة

الطيور، وخاصة الطائر الطنان، تقدم نموذجًا مذهلًا لتصميم الطائرات المسيّرة. فهي تتميز بقدرتها الفائقة على التحكم في طيرانها عبر مستقبلات إجهاد حساسة على أجنحتها. استلهم الباحثون هذه القدرات لتطوير أجنحة آلية تحاكي البنية التشريحية لأجنحة الطيور، وتجمع بيانات دقيقة عن تدفق الهواء.

المحاكاة الحيوية استلهام الطبيعة لتطوير تقنيات الطائرات المسيّرة

الأجنحة المصممة تحتوي على:

• هيكل يدعم غشاء الجناح مشابهًا لأجنحة الطيور.
• سبعة مقاييس إجهاد منخفضة التكلفة، مدمجة لتحليل التغيرات الدقيقة في تدفق الهواء.
• آلية رفرفة تولد 12 دورة رفرفة في الثانية، تحاكي حركة الطيور الطنانة.

الاختبارات ودقة الأداء

اختبر الباحثون الجهاز في نفق رياح بسرعات واتجاهات مختلفة:

• دقة تصنيف اتجاه الرياح بلغت 99.5% باستخدام بيانات دورة رفرفة كاملة.
• حتى مع بيانات محدودة (أقل من 20% من دورة الرفرفة)، ظلت الدقة عند 85.2%.
• باستخدام مقياس إجهاد واحد، تراوحت الدقة بين 95.2% و98.8% لدورة كاملة.
• اشتراكات Gemini Advanced مجانية مع هواتف Galaxy S25 خطوة جديدة من سامسونج

فوائد وتطبيقات واسعة

تحسين التحكم في الطائرات المسيّرة

تمثل التقنية خطوة نحو تعزيز قدرات الطائرات المسيّرة على التكيف مع ظروف الرياح المتغيرة، مما يسهم في تحسين الأداء والكفاءة في بيئات متعددة.

• كاميرا Anker Eufy E30 4K الجديدة مراقبة ذكية بسعر مغري

استخدامات متعددة

1. الاستجابة للكوارث: روبوتات جوية قادرة على التنقل في المناطق المتضررة.
2. التطبيقات الزراعية: رش المحاصيل ومراقبة صحة النباتات بدقة.
3. التوصيل في المدن: رحلات آمنة للطائرات في بيئات ذات تدفق هواء غير منتظم.
4. الاستخدامات العسكرية: تحسين المناورة والاستطلاع في ظروف جوية متغيرة.

رؤية مستقبلية

البحث يفتح آفاقًا جديدة في مجالات أخرى مستوحاة من الطبيعة، مثل:

• الروبوتات تحت الماء: تطوير تقنيات للحركة والاستشعار مستوحاة من الكائنات البحرية.
• استكشاف الفضاء: تصميم مركبات قادرة على المناورة في ظروف الجاذبية الصغرى.
• روسيا تعزز تعاونها مع الصين في الذكاء الاصطناعي للتغلب على التحديات التقنية

تُظهر هذه الدراسة، المنشورة في مجلة Advanced Intelligent Systems، كيف يمكن للطبيعة أن تكون مصدرًا للإلهام لتطوير تقنيات ثورية، مما يمهد الطريق لتحسين أداء الطائرات المسيّرة والروبوتات الجوية في العديد من المجالات.