Obi, le perroquet, équipé d'une minuscule paire de lunettes de protection brave brume et laser pour aider les chercheurs à comprendre ce qui se passe lorsqu'un oiseau bat des ailes.
Les chercheurs savent depuis longtemps comment les avions volent et utilisent des souffleries pour tester et mettre à jour en permanence de nouvelles conceptions. Mais cela ne fonctionne pas pour étudier le battement des ailes d'un oiseau et la plupart des suggestions de son fonctionnement sont théoriques. Mais des chercheurs de l’Université de Stanford ont récemment trouvé un moyen de mettre ces théories à l’épreuve, rapporte Liat Clark pour Wired . L'étude a été publiée dans la revue Bioinspiration & Biomimetics.
L'auteur principal, Eric Gutierrez, a formé Obi à voler à travers un nuage de particules d'aérosol de la taille d'un micron éclairées par une feuille de lasers. Cela a permis aux chercheurs de visualiser les courants d'air créés par les ailes d'Obi.
"Lorsque l'oiseau bat des ailes, il déplace ces particules", dit Chin à Clark. «Dans ce plan, nous pouvons visualiser le mouvement de minuscules particules puis calculer le champ de vitesse. Sur la base de ces champs de vitesse, nous devrions pouvoir théoriquement calculer la force de portance générée par l'oiseau en vol. ”
Mais il y avait une complication. Voler à travers les lasers n’est pas facile pour les yeux, aussi Gutierrez et l’ingénieur mécanicien David Lentink ont-ils conçu une paire de lunettes spéciales pour Obi. Ils ont découpé le plastique de protection dans une paire de lunettes de sécurité humaine et l'ont inséré dans des douilles imprimées en 3D, sécurisées par du ruban adhésif vétérinaire. Les lunettes ont également des marqueurs réfléchissants sur les côtés pour aider à calculer la vitesse du perroquet, selon le communiqué de presse.
Les modèles précédents supposaient que les oiseaux et les animaux volants suivaient des principes similaires à ceux des ailes d'avion, mais pas exactement. Avec les aéronefs, l’air passe par-dessus et sous l’aile, créant ainsi une portance, produisant dans son sillage une masse d’air en rotation appelée vortex, qui fragmente des centaines de mètres derrière elle. Les chercheurs ont estimé que les tourbillons produits par les oiseaux se comportaient de la même manière. Le vol d'Obi a montré que ce n'était pas le cas.
Au lieu de cela, selon Clark, les tourbillons produits par l'oiseau se brisent en deux ou trois battements d'ailes, et beaucoup plus proches de l'oiseau et beaucoup plus violemment. Ils ont comparé leurs mesures aux trois modèles dominants de la quantité de portance produite par les oiseaux à chaque battement d'aile. Ce qu'ils ont trouvé, c'est qu'aucun des modèles n'a prédit avec précision la portance générée par l'oiseau.
«Si vous regardez l'image classique du vol des animaux, nous pensons toujours que ces animaux génèrent de beaux tourbillons lisses, mais ils s'avèrent en réalité beaucoup plus complexes», explique Lentick dans une vidéo expliquant la recherche. «C’est un point de départ pour nous maintenant de vraiment comprendre comment ces animaux volent.»
C'est également important pour l'avancement des drones et des robots volants, qui se déplaceront beaucoup plus comme des oiseaux que des avions à voilure fixe. «De nombreuses personnes consultent les résultats de la littérature sur le vol des animaux pour comprendre comment améliorer les ailes robotiques», explique Lentink dans le communiqué de presse. «Maintenant, nous avons montré que les équations utilisées par les gens ne sont pas aussi fiables que la communauté l’espérait. Nous avons besoin de nouvelles études, de nouvelles méthodes pour réellement informer ce processus de conception de manière beaucoup plus fiable. ”
