Nye eksperimenter giver indsigt i, hvordan insekter flyver, og til at designe små flyvende robotter

Nye eksperimenter, der giver forskere mulighed for at studere frugtflueflyvning i hidtil uset detalje, kan give indsigt i, hvordan insekter flyver - og at designe små flyvende robotter.

Eksperimenterne afslører, hvordan frugtfluer balancerer de konkurrerende kræfter af vingetræghed, aerodynamisk modstand og løft for at opnå stabil flyvning. Resultaterne tyder på, at frugtfluer kan bruge en kontrolstrategi svarende til den, der bruges af helikoptere, hvor vingerne fungerer som roterende blade for at generere løft og styre flyveretningen.

Et team af forskere fra California Institute of Technology (Caltech) og University of California, Berkeley, udviklede en ny eksperimentel opsætning, der gjorde det muligt for dem at måle, for første gang nogensinde, de detaljerede aerodynamiske kræfter, der virker på frugtfluer under flyvning. Eksperimenterne blev udført i en specialbygget vindtunnel, med en unik funktion, der gjorde det muligt for forskerne at rotere frugtfluerne, mens de var på flugt, svarende til hvordan et kamera kan rotere i slowmotion-fotografering.

Resultaterne af forsøgene giver ny indsigt i, hvordan frugtfluer opnår stabil flugt. Forskerne fandt ud af, at frugtfluer bruger en kombination af vingeinerti og aerodynamiske kræfter til at kontrollere deres flyvning. Når vingerne bevæger sig fremad, genererer de et stort løft, men også et stort træk. Når vingerne bevæger sig bagud, genererer de mindre løft, men også mindre modstand. Denne forskel i kræfter får frugtfluen til at rotere i den modsatte retning af vingebevægelsen.

Forskerne mener, at frugtfluer kan bruge denne rotationsbevægelse til at styre retningen af ​​deres flyvning. Ved at variere mængden af ​​løft og træk, der genereres af vingerne, kan frugtfluer justere angrebsvinklen på deres vinger og ændre retningen på deres flyvning. Denne kontrolstrategi ligner den, der bruges af helikoptere, hvor vingerne fungerer som roterende blade for at generere løft og styre flyveretningen.

De nye eksperimenter giver et værdifuldt værktøj til at studere aerodynamikken ved insektflyvning og kan give indsigt i designet af små flyvende robotter. Ved at forstå, hvordan frugtfluer flyver, kan forskere være i stand til at designe små flyvende robotter, der er i stand til at udføre komplekse manøvrer, såsom at svæve, flyve på hovedet og endda flyve i trange rum.