Ewolucja znów inspiruje naukowców

Fot. Pixabay CC0

Zespół matematyków z New York University wydrukował 15 generacji algorytmicznie zaprojektowanych skrzydeł, aby określić, które kształty są najlepsze do latania.

Aby określić optymalne parametry, naukowcy odwołali się do przyrody. Leif Ristroph, główny autor badań, powiedział: "Możemy symulować ewolucję biologiczną w laboratorium, generując skrzydła o różnych kształtach, aby konkurowały one o osiągnięcie pożądanego celu, w tym przypadku prędkości."

Eksperymenty przeprowadzono w Applied Math Lab w NYU. W każdym ze skrzydeł modelowano zagłębienia, w których aplikowano dwa barwniki fluorescencyjne: czerwony z przodu i zielony z tyłu. Po zatrzaśnięciu skrzydła w zbiorniku przepływowym, barwniki tworzą wiry. Podczas testów każde skrzydło „ścigało się" z innymi, a badacze mierzyli ich prędkość. Okazało się, że na krótkich skrzydłach wir, który tworzy się na krawędzi, rozbija się o wir tylny, powodując turbulencje i tym samym spowalniając skrzydło. Natomiast na dłuższych skrzydłach wiry tez rozpraszają się zanim osiągną tylną krawędź, zatem skrzydło porusza się szybciej.

Wyselekcjonowane w ten sposób cechy były ze sobą następnie łączone, aż do uzyskania najszybszych skrzydeł. Ristroph wyjaśnia: „Proces ten wykrył najszybsze skrzydło w kształcie łzy, które najbardziej efektywnie manipuluje przepływami, aby generować ciąg. Ponadto, ponieważ badaliśmy szeroką gamę kształtów w naszym badaniu, byliśmy również w stanie dokładnie określić, które aspekty kształtu były najbardziej odpowiedzialne za dobre osiągi najszybszych skrzydeł".

Dane te mogą zostać wykorzystane do ulepszenia zarówno samolotów, jak i na łodzi podwodnych, według naukowców technologia ta ma również potencjał do wychwytywania energii. Użycie drukowania 3D z kolei sprawia, że tego rodzaju projektu stają niezwykle przystępne.

(KB)