Bagaimana Sayap Burung Hantu Dan Kolibri Menginspirasi Drone, Turbin Angin, dan Teknologi Lainnya

Bagaimana Sayap Burung Hantu Dan Kolibri Menginspirasi Drone, Turbin Angin, dan Teknologi Lainnya Kolibri adalah satu-satunya burung yang dapat terbang ke samping dan ke belakang, berkat fitur evolusi dari struktur muskuloskeletal mereka. (Shutterstock)

Apakah evolusi adalah penemu terbaik? Dengan ratusan juta tahun kerja dan dunia alami sebagai kanvasnya, tampaknya begitu.

Dari unta penahan air di padang pasir ke elang laut yang terbang panjang, evolusi telah membentuk kemampuan hewan untuk membantu mereka bertahan hidup dan berkembang.

Penelitian pascasarjana saya mengeksplorasi beberapa penemuan paling mengesankan evolusi, banyak di antaranya dapat ditemukan pada burung. Secara khusus, saya mempelajari perilaku penerbangan burung dan bagaimana hubungan antara massa tubuh, ukuran sayap, keterkaitan spesies dan sifat biologis lainnya telah berevolusi untuk menghasilkan penerbangan mewah yang kita lihat dalam banyak spesies.

Penemuan ini sangat luar biasa sehingga kami mempelajarinya untuk menerapkan desain mereka dalam teknologi sehari-hari.

Ambil contoh, penerbangan burung kolibri yang cepat dan tepat yang telah membantu kami mengembangkan perangkat terbang yang juga mampu melakukan manuver rumit. Atau penerbangan diam-diam burung hantu, yang telah menginformasikan desain turbin angin yang sunyi dan efisien. Dalam kedua kasus tersebut, biomimikri mengambil inspirasi dari penemuan alami untuk merancang dan meningkatkan teknologi kami saat ini.

Manuver yang tepat

Burung kolibri adalah beberapa burung terkecil di dunia. Mereka memiliki torsi kecil dan ringan dengan sayap yang relatif besar yang memungkinkan mereka terbang sangat cepat dengan presisi luar biasa. Tetapi banyak jenis burung memiliki sayap yang besar, jadi apa yang membuat burung kolibri berbeda dalam hal kemampuan manuvernya yang luar biasa?

Rahasianya terletak pada otot dan tulang mereka.


Dapatkan Yang Terbaru Dari Diri Sendiri


Hummingbirds membutuhkan otot sayap besar untuk terus mengepakkan sayap mereka dengan cepat selama penerbangan, dikenal sebagai frekuensi beat sayap tinggi. Frekuensi hentakan sayap yang tinggi memungkinkan burung kolibri untuk melakukan penerbangan melayang yang unik, terutama selama kunjungan musim panas ke bunga dan pengumpan halaman belakang Anda.

Video gerak lambat burung kolibri yang sedang terbang.

Kebutuhan kolibri sejumlah besar energi untuk terbang terus menerus dan mengumpulkan makanan. Selain itu, adaptasi tulang dada yang panjang adalah permukaan yang sempurna yang dibutuhkan untuk otot sayap: semakin besar permukaan tulang dada, semakin banyak otot yang dapat dihubungkan.

Untuk melayang, kolibri mengepakkan sayap mereka dalam bentuk angka delapan. Gaya beat sayap ini dimungkinkan oleh “gerakan pergelangan tangan” terus menerus dari tulang lengan mereka yang pendek - karakteristik unik yang tidak ditemukan pada spesies burung lain. Dengan bekerja bersama, otot dan tulang kolibri memungkinkan untuk melayang dan terbang ke samping dan ke belakang kecepatan tertinggi 50 km / jam.

Ketika para ilmuwan melihat bagaimana otot dan tulang kolibri berkumpul untuk menghasilkan penerbangan yang cepat dan tepat pada burung-burung kecil ini, mereka menjadi tertarik pada apakah mekanisme yang sama ini bisa direkayasa.

Contoh dari inspirasi ini adalah Nano Hummingbird AeroVironment, dikembangkan sebagai prototipe untuk Badan Penelitian Proyek Pertahanan Tingkat Lanjut AS. The Nano Hummingbird adalah perangkat drone yang meniru terbangnya burung kolibri untuk mendapatkan keunggulan yang lincah dan bermanuver.

Drone ini dapat mengakses lokasi yang tidak terjangkau dan mengumpulkan informasi melalui kamera video yang terpasang. Dengan penelitian lebih lanjut tentang ketepatan penerbangan burung kolibri dan implikasinya sehari-hari, memiliki drone yang dapat secara efektif memeriksa wilayah yang belum dipetakan alami mungkin terjadi lebih cepat dari yang diyakini sebelumnya. Kemajuan drone ini dapat diterapkan untuk pemantauan cuaca, pengiriman paket dan bahkan sinematografi.

Penerbangan senyap

Sebagai predator malam hari, burung hantu mengandalkan taktik berburu diam mereka untuk berhasil menangkap mangsa. Untuk lepas landas dalam penerbangan membutuhkan sejumlah besar gaya angkat untuk turun dari tanah, dan lebih banyak energi diperlukan untuk tetap berada di udara. Namun, membangkitkan gaya angkat ini membutuhkan burung hantu untuk mengepakkan sayapnya yang besar. Anda mungkin berpikir bahwa mengepakkan sayap besar seperti itu akan membuat banyak kebisingan, mengalahkan tujuan menjadi sembunyi-sembunyi. Tetapi apakah itu?

Selama penerbangan, gerakan sayap burung menciptakan turbulensi di udara, yang membuat suara mengepak yang akrab. Namun, burung hantu telah mengembangkan mekanisme luar biasa yang mengurangi kebisingan selama penerbangan. Rahasianya terletak pada struktur bulu mereka.

Eksperimen BBC Earth meneliti mengapa burung hantu terbang begitu hening.

Sayap burung hantu memiliki bulu dengan ujung yang tajam, yang disebut gerigi, di sepanjang bagian depannya, yang bersentuhan dengan udara selama penerbangan. Ini gerigi memecah turbulensi udara yang biasanya menyebabkan suara angin, mengurangi kebisingan yang dihasilkan selama penerbangan. Ketika udara mengalir ke bagian belakang sayap, struktur seperti pinggiran - mirip dengan tren mode - di ujung bulu semakin mengurangi kebisingan dengan secara cepat dan efektif menyebarkan turbulensi apa pun. Dipasangkan dengan penerbangan meluncur, dua struktur bulu ini sangat berkontribusi pada perburuan burung hantu yang tenang.

Mengambil halaman dari adaptasi penerbangan diam-diam di burung hantu, peneliti berusaha untuk menggunakan struktur yang mengganggu turbulensi yang sama untuk mengurangi kebisingan yang dihasilkan oleh turbin angin dan kipas angin dan meningkatkan efisiensinya.

Menerapkan adaptasi bulu diam burung hantu ke teknologi turbin modern menjanjikan konversi energi angin yang lebih efisien, dan menyoroti betapa efektifnya mengintegrasikan dunia alam dan teknologi kita.

Menggaruk permukaan

Adaptasi burung kolibri dan burung hantu hanya menggores permukaan penemuan alam. Bentuk tambahan biomimikri dapat ditemukan dalam teknologi pencegahan gegar otak yang diilhami oleh pelatuk, desain kereta yang dibentuk dari paruh kingfishers dan teknologi laser yang dipengaruhi oleh arsitektur bulu burung yang berwarna-warni.

Jelaslah untuk melihat bagaimana alam telah mengilhami kemajuan teknologi, dan pentingnya melanjutkan eksplorasi sistem alam yang menakjubkan ini di Bumi.Percakapan

Tentang Penulis

Ilias Berberi, Mahasiswa PhD, Biologi, Universitas Carleton

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf di

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Dapatkan Terbaru Dengan Email

{Emailcloak = off}

DARI EDITOR

Hari Perhitungan Sudah Datang Untuk GOP
by Robert Jennings, InnerSelf.com
Partai Republik tidak lagi menjadi partai politik pro-Amerika. Ini adalah partai pseudo-politik tidak sah yang penuh dengan radikal dan reaksioner yang menyatakan tujuannya adalah untuk mengganggu, membuat tidak stabil, dan ...
Mengapa Donald Trump Bisa Menjadi Pecundang Terbesar dalam Sejarah
by Robert Jennings, InnerSelf.com
Diperbarui 2 Juli 20020 - Pandemi virus korona ini menghabiskan banyak uang, mungkin kekayaan 2 atau 3 atau 4, semua ukuran tidak diketahui. Oh ya, dan, ratusan ribu, mungkin satu juta, orang akan mati ...
Blue-Eyes vs Brown Eyes: Bagaimana Rasisme Diajarkan
by Marie T. Russell, InnerSelf
Dalam episode Oprah Show 1992 ini, aktivis dan pendidik anti-rasisme pemenang penghargaan Jane Elliott mengajarkan kepada para peserta pelajaran keras tentang rasisme dengan menunjukkan betapa mudahnya mempelajari prasangka.
Perubahan akan datang...
by Marie T. Russell, InnerSelf
(30 Mei 2020) Sewaktu saya menonton berita tentang peristiwa-peristiwa di Philadephia dan kota-kota lain di negeri ini, hati saya ingin apa yang terjadi. Saya tahu bahwa ini adalah bagian dari perubahan besar yang terjadi ...
Sebuah Lagu Dapat Mengangkat Hati dan Jiwa
by Marie T. Russell, InnerSelf
Saya memiliki beberapa cara yang saya gunakan untuk membersihkan kegelapan dari pikiran saya ketika saya menemukannya telah merayap masuk. Salah satunya adalah berkebun, atau menghabiskan waktu di alam. Yang lainnya adalah diam. Cara lain adalah membaca. Dan satu itu ...