Geheimnisse des Vogel- und Insektenflugs enthüllt
Das Projekt DCBIF (Flight dynamics and control of birds and insects) untersuchte, wie Vögel und Insekten das Sehen nutzen, um ihren Flug zu stabilisieren und zu steuern. Dazu wurden trainierte Raubvögel und ein Flugsimulator für Insekten eingesetzt, der die winzigen Kräfte und Drehmomente, die Insekten während des Fluges ausüben, misst. Die Ergebnisse zeigten, dass Insekten auf simulierte Drehungen ihres Sichtfelds reagieren, indem sie die Drehungen machen, die so gesteuert waren, dass der stabilisiert und gelenkt war. Das Team stellte auch fest, dass Insekten durch eine Drehbewegung ihres Kopfes verschiedene Bewegungen viel schneller sehen konnten als ohne. Feldversuche mit ausgebildeten Adlern und Falken zeigten, dass sich diese Vögel in einer ähnlichen Art und Weise bewegen. Sobald sie sich selbst beim Fliegen beobachtet haben, müssen Vögel und Insekten müssen dann diese Informationen anwenden. Daher untersucht DCBIF wie Vögel und Insekten ihre Flügelschläge steuern, und insbesondere, wie sie die Form ihrer Flügel anpassen, um den Flug zu steuern. Diese Frage wurde mit Hochgeschwindigkeitskameras sowohl im Labor als auch auf dem Feld untersucht, um die Details der Flügelbewegung und Verformung bei einem trainierten Adler und einer Reihe von Insekten zu messen. Computertechniken wurden auch verwendet, um die beteiligten aerodynamischen Kräfte vorherzusagen. Man fand heraus, dass die Flügelverformung den aerodynamischen Auftrieb eines Insekts um 70% verbessert. Das Innenleben des Insektenflugmotors wurden mit einer neuen Technik untersucht, bei der das Insekt im Flug geröntgt wurde. Das Insekt wurde herumgedreht, damit der Flugmotor aus allen Winkeln heraus betrachtet wurde und das Insekt zu ermutigen, sich zu drehen, indem es seinen Flügelschlag variierte. Durch die Kombination von Röntgenbildern aus verschiedenen Winkeln, die auf der gleichen Stufe wie der Flügelschlag aufgenommen wurden, konnten die Forscher die Muskel-Skelett-Bewegungen, die den Flügelschlag antreiben und steuern, in 3D rekonstruieren. Erkenntnisse, die aus DCBIF gewonnen wurden, werden nun angewandt, um die nächste Generation von kleinen unbemannten flugfähigen Geräten zu steuern.
Schlüsselbegriffe
Insektenflug, Vögel, Flügelschlag, DCBIF, Flugdynamik, Flügelverformung
