लोहे की पकड़: ज्यामिति और सतह की बनावट के आधार पर पक्षी की लैंडिंग की कीनेमेटीक्स

हजारों सालों से, मानवता ने स्वर्ग की तलाश की है, जो पक्षियों की तरह बनना चाहते हैं। कई महान दिमाग, लियोनार्डो दा विंची से लेकर राइट भाइयों तक, कई प्रकार के विमान डिजाइन किए, जिनमें से कुछ कागज पर बने रहे, जबकि अन्य आधुनिक हवाई जहाज और हेलीकॉप्टर के पूर्वज बने। अब किसी व्यक्ति के लिए उड़ान भरना मुश्किल नहीं है - मैंने एक हवाई जहाज का टिकट और वोइला खरीदा। हम में से अधिकांश यह भी नहीं सोचते हैं कि यह विशाल धातु पक्षी कैसे काम करता है जो हमें एक महाद्वीप से दूसरे महाद्वीप में स्थानांतरित कर सकता है। आधुनिक विमानों और वास्तविक पक्षियों के बीच का सच इतना सामान्य नहीं है, लेकिन स्वायत्त रोबोट विकसित होने के साथ, स्थिति थोड़ी अलग है। कई वैज्ञानिक एक रोबोट पक्षी बनाने की कोशिश कर रहे हैं, और इस पहल को सफल बनाने के लिए, न केवल यह समझना आवश्यक है कि पक्षी कैसे उड़ते हैं, बल्कि कैसे उतरना है। आज हम आपके साथ एक अध्ययन में मिलेंगे जिसमें स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के स्नातकों ने गैरी और उनके रिश्तेदारों के नाम के तोते के रोपण के लिए तंत्र का विस्तार से अध्ययन किया। पक्षी कैसे उतरते हैं, वे कैसे समझते हैं कि वे किसी दी गई सतह पर उतर सकते हैं या नहीं, और लैंडिंग के दौरान उनके अंगों की कीनेमेटीक्स क्या है? हम शोधकर्ताओं की रिपोर्ट में इन और अन्य सवालों के जवाब पाएंगे। चलो चलते हैं।

अध्ययन का आधार

लैंडिंग के संदर्भ में आधुनिक विमान और पक्षियों में क्या अंतर है? बोइंग 777, उदाहरण के लिए, कम से कम 2500 मीटर की लंबाई के साथ एक रनवे की जरूरत है, हेलीकॉप्टर को एक फ्लैट (अधिमानतः) सतह की जरूरत है, जैसे कोपर्स। पक्षी, बदले में, रोपण कैनवास की ज्यामिति में सीमित नहीं हैं और लगभग किसी भी सतह पर उतर सकते हैं (यदि हम पक्षियों को एक ही प्रजाति के बजाय एक पूरे के रूप में मानते हैं)। अगर हम स्वायत्त रोबोटों के बारे में बात करते हैं, तो लैंडिंग के मामले में उनकी क्षमताएं बहुत सीमित हैं। उनमें से कुछ सफलतापूर्वक विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए सतहों पर उतर सकते हैं, लेकिन इसकी तुलना एक साधारण कठफोड़वा के साथ नहीं की जा सकती है, जो कि ऊर्ध्वाधर, झुकाव, क्षैतिज सतहों पर उतर सकता है, जब तक कि पंजे करने के लिए पंजे होते हैं।


यह मेरे लिए सुविधाजनक है (चींटी कठफोड़वा / मेलानैरैप्स फॉर्मिकिवोरस)।

शोधकर्ताओं ने ध्यान दिया कि उनके पूर्ववर्तियों ने रोपण के दौरान पक्षियों के पैरों और पंखों की गतिशीलता को निर्धारित करने वाले कुछ अध्ययन किए हैं। हालांकि, यह स्पष्ट नहीं है कि यह गतिशीलता विभिन्न प्रकार की सतहों के आधार पर कैसे बदलती है जो लैंडिंग साइट के रूप में काम करती है। आखिरकार, न केवल लैंडिंग क्षेत्र की ज्यामिति महत्वपूर्ण है, बल्कि सतह की बनावट भी है।

यह भी दिलचस्प है कि पिछले अध्ययन जीवित पक्षियों पर नहीं किए गए थे, इसलिए, व्यवहार में, पंजे और पंजे की पकड़ ताकत का पूरी तरह से मूल्यांकन करना संभव नहीं था। इसीलिए कुछ सवाल सामने नहीं आए: पक्षी वास्तव में यह कैसे समझते हैं कि लैंडिंग साइट उपयुक्त है; स्पर्श और हथियाने के समय अंगों की गतिशीलता क्या है; क्यों पक्षियों के लिए विभिन्न प्रकार की सतहों पर उतरना एक ट्रिफ़्लिंग पदार्थ है, आदि।

आज हम जिस काम पर विचार कर रहे हैं, उसमें शोधकर्ताओं ने लेसन के तोते ( फॉरपस कोएलस्टिस ) का अवलोकन करके पेड़ पक्षियों की लैंडिंग के तंत्र और गतिशीलता का परीक्षण करने का निर्णय लिया।


पाठ की बुग्गी।

विषय स्वेच्छा से विभिन्न ज्यामितीय और बनावट के साथ ध्रुवों पर उतरे। कुल में 9 विकल्प थे: 3 "प्राकृतिक", एक बदले हुए व्यास के साथ 3 और एक परिवर्तित बनावट के साथ 3।

"प्राकृतिक" विकल्पों को नाम दिया गया है, क्योंकि तीन अलग-अलग पेड़ों की वास्तविक टहनियाँ (व्यास में 19 मिमी) से बना था:

• कैलिफ़ोर्निया ओक - सतह एक शाखा के विभिन्न हिस्सों में किसी न किसी तरह है;
• सीबा शानदार है - सतह अपेक्षाकृत चिकनी है, शाखाएं नरम हैं;
• सुगंधित ऑसमैनथस - सतह अनुदैर्ध्य रूप से खुरदरी है, शाखाएं कठोर हैं।

ध्रुव के एक संशोधित व्यास के साथ प्रयोगों के लिए, विभिन्न व्यास के साधारण बर्च पिन का उपयोग सामग्री के रूप में किया गया था:

• 38 मिमी - इस प्रकार के तोते के लिए एक बड़ा व्यास;
• 19 मिमी - तोता आंशिक पकड़ कर सकता है (सामने और पीछे की उंगलियां स्पर्श नहीं करती हैं);
• 6 मिमी - तोता एक पूर्ण पकड़ (सामने और पीछे की उंगलियों को स्पर्श) कर सकता है।

विभिन्न बनावटों के प्रयोगों के लिए, 19 मिमी व्यास वाले एक बर्च पोल को तीन अलग-अलग सामग्रियों में लपेटा गया था:

• फोम - नरम और लोचदार बनावट;
• टेफ्लॉन - फिसलन बनावट;
• सैंडपेपर एक खुरदरी और खुरदरी बनावट है।

तोता लैंडिंग साइट के लिए सभी 9 विकल्पों का परीक्षण कर रहा है।


चित्र संख्या 1

वेध वेरणों में से प्रत्येक का एक त्रि-आयामी संरचनात्मक-प्रकाश स्कैनिंग किया गया था, जिसने उनमें से प्रत्येक की सतह की बनावट का वर्णन करना और सतह प्रोफाइल ( 1 ए ) को फिर से बनाना संभव बना दिया। तोते के पर्च और पैर की सतह की बातचीत पर इन पाठ्य सुविधाओं के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए, शोधकर्ताओं ने प्रत्येक सतह के लिए घर्षण बलों को मापने के लिए उंगलियों और पंजे का प्रतिरोध परीक्षण किया। सतह के विरूपण ( 1 बी ) को मापने के लिए पंजा दबाव का मूल्यांकन भी किया गया था।

आरेख 1C में, हम देखते हैं कि सभी परीक्षण कई उच्च गति वाले कैमरों के टकटकी के तहत किए गए थे, और ध्रुवों को आधा में देखा गया था। बल के सेंसर और बल के क्षण प्रत्येक आधे से जुड़े होते हैं।

अनुसंधान के परिणाम

सबसे पहले, लैंडिंग के दौरान पंख और पैरों की गतिशीलता पर विचार करें।

लैंडिंग सतह के सभी वेरिएंट के साथ सभी परीक्षणों में, विषयों ने एक ही क्लासिक गतिशीलता को दिखाया। लैंडिंग विंग ब्रेकिंग (वायु चरण) के साथ शुरू होती है, जिसके बाद पंजे पर्च (अवशोषण चरण) के संपर्क में शेष आवेग को अवशोषित करते हैं। दोनों पंजे के साथ कुछ मिलीसेकंड के बीच के समय में देरी के साथ संपर्क किया गया था, अर्थात्। ध्रुव के संपर्क में पहला पैर पसंदीदा पैर है:

• विषय संख्या 1 - 100% मामलों में, दाहिने पंजे;
• विषय संख्या 2 - 83% मामलों में, बाएं पैर;
• विषय संख्या 3 - 85% मामलों में, बाएं पैर।

संपर्क के बाद, बन्धन चरण शुरू होता है, जब तोता अपनी उंगलियों को पर्च के चारों ओर अधिक मज़बूती से और दृढ़ता से ठीक करता है। इसके बाद एक ऐसा चरण होता है जो हमेशा नहीं मिलता है, लेकिन अक्सर, समायोजन चरण होता है, जब वे किसी तरह पर्च की स्थिति या उंगलियों को पर्च पर बदलते हैं।


तोते के उतरने के सभी चरण ( 2A पर योजना से मेल खाते हैं)।


चित्र संख्या 2

कभी-कभी तोते, जाहिरा तौर पर परीक्षण की शर्तों को कम करके या कम करके, लैंडिंग साइट ( 2 बी ) पर थोड़ा ऊपर नहीं चढ़ते / उड़ते हैं, जिसके कारण पैर के झुकाव के कोण का अधिक फैलाव होता है, जिस पर वे एक स्थिर पकड़ स्थापित करते हैं।

यह उत्सुक है कि यदि पैरों की ताकत ( 2 बी ) और दिशा ( 2 सी ) के संकेतकों में कुछ भिन्नता है, तो लैंडिंग बल के औसत मूल्य अलग-अलग ध्रुवों के लिए आश्चर्यजनक रूप से समान हैं।

लैंडिंग के दौरान देखे जाने वाले संकेतकों के अंतर को तोता लैंडिंग रणनीति द्वारा समझाया जा सकता है। एक सिद्धांत है जिसके अनुसार पक्षी सतह के साथ संपर्क के समय का the ( टी ) नेत्रहीन आकलन करके अपनी लैंडिंग को नियंत्रित करते हैं। एक सफल लैंडिंग के लिए, वे निरंतर τ ( टी ) बनाए रखने के लिए अपनी दृष्टिकोण गति को समायोजित करते हैं। यदि थोड़ा और विस्तृत: τ को परिधि गति ( v ) से विभाजित पर्च ( एस ) की दूरी के रूप में परिभाषित किया गया है।

यदि पक्षी निरंतर मंदी ( ए ) के साथ धीमा हो जाता है, तो s = s / v = 0.5 पर ² / at = 0.5 t , जिस स्थिति में t ( t ) = 0.5।

यदि If ( टी ) <0.5, तो पर्च के साथ संपर्क के क्षण तक निषेध कम हो जाएगा। और अगर 0.5 <if ( टी ) <1, तो ब्रेकिंग बढ़ जाएगी जब तक कि पक्षी लैंडिंग सतह के साथ नियंत्रित टकराव न करे।

ऊपर वर्णित कीनेमेटीक्स को देखते हुए, तोते नियंत्रित टकराव ( 2F ) के मूल्यों के अनुरूप τ ( 2E ) के अपेक्षाकृत निरंतर मूल्यों को बनाए रखते हैं। सबसे छोटा माध्य मान τ = 0.80 सबसे छोटे व्यास (6 मिमी) के साथ एक पोल के साथ परीक्षणों में देखा गया था। और फोम-कवर पोल के साथ परीक्षणों में-= 0.94 का उच्चतम मूल्य था। इससे पता चलता है कि एक नरम लैंडिंग सतह के करीब पहुंचने पर तोते ब्रेकिंग बढ़ाते हैं।

सभी सतह प्रकारों के साथ सभी परीक्षणों में एक उच्च τ (यानी, 0.5 से अधिक) की उपस्थिति बताती है कि पक्षियों ने छूने के क्षण में पूरी लैंडिंग नहीं की।

उतरने की गतिशीलता से थोड़ा परिचित होने के बाद, हम अपने पंख वाले दोस्तों के पैरों और पंजे की कीनेमेटीक्स की ओर बढ़ेंगे।

लैंडिंग के दौरान व्यवहार की एकरूपता को देखते हुए, सतह के प्रकार की परवाह किए बिना, शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि पक्षी अपने पंजे और पंजे के साथ लैंडिंग ध्रुव की बनावट और ज्यामिति में अंतर का जवाब देते हैं, न कि अपने पंखों का। तार्किक लगता है, है ना? लेकिन, आश्चर्य की बात है, यह पूरी तरह सच नहीं है।

पैर के काइनेमेटिक्स ने लैंडिंग चरणों ( 3 ए , 3 डी ) के सेट के समान रूढ़िवादी (सभी प्रकार के पर्चों के लिए समान) दिखाया।


चित्र संख्या 3

उड़ान के दौरान, पैर एक बंद स्थिति (आराम चरण) में होते हैं, फिर वे पर्च को छूने से पहले लगभग 100 एमएस खोलना शुरू करते हैं (शुरुआती चरण 40 ms 8 एमएस तक चलता है), फिर एक "खुला" चरण होता है, जब 21 ms 7 एमएस स्टॉप के भीतर होता है। पूरी तरह से खुलासा

संपर्क से तुरंत पहले, उंगलियां एक दूसरे से संपर्क करना शुरू कर देती हैं (कैप्चर के प्रारंभिक गठन का चरण, अवधि 31 contact एमएस 1 एमबी)। सतह के साथ संपर्क स्थापित करने के बाद, उंगलियां पर्च को पकड़ना शुरू कर देती हैं (गर्थ का चरण, अवधि 19) 7 एमएस)। अंतिम चरण पंजा पर कब्जा कर रहा है 185 final 11 एमएस।

ध्रुव की बनावट और ज्यामिति में अंतर सतह ( 3C ) के संपर्क के बाद विशेष रूप से लैंडिंग चरणों के कीनेमेटिक्स को प्रभावित करते हैं। संपर्क होने तक, पैर और पंजे की कीनेमेटीक्स सभी परीक्षणों में अपरिवर्तित रहती हैं, तब भी जब प्री-ग्रिप चरण के दौरान पैर बंद होना शुरू हो जाते हैं।

दूसरे शब्दों में, यदि पक्षियों ने लैंडिंग सतह की ज्यामिति और बनावट में अंतर पर प्रतिक्रिया व्यक्त की, तो संपर्क से पहले चरणों के दौरान भी कीनेमेटिक परिवर्तन देखे जाएंगे। अभी भी हवा में है। इसके बजाय, तोते क्रमिक रूप से लैंडिंग ( 3 डी ) से पहले 30 एमएस पर कब्जा करना शुरू करते हैं। यह इस धारणा की ओर ले जाता है कि उनके पास एक असामान्य सतह पर उतरने की समस्या का अनुमानित समाधान है।

पक्षी के लिए पंजे के बीच एक बड़े कोण को बनाए रखना महत्वपूर्ण है जब तक कि उनकी क्षति को रोकने के लिए संपर्क के क्षण तक। इसके अलावा, कब्जा की डिग्री ध्रुव के व्यास ( 3 ई ) द्वारा निर्धारित की जाती है। 6 मिमी के व्यास के साथ खंभे के मामले में पूर्ण कब्जा होता है, अर्थात। तोते पूरी तरह से स्थिर करने के लिए अपनी सभी उंगली और पंजा ताकत का उपयोग कर सकते हैं।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि संपर्क के क्षण में, पंजे और / या पंजे चिकनी सतह के कारण, ध्रुवों को बंद कर सकते हैं। नतीजतन, पंजा कोण भिन्न हो सकता है। इस बात को ध्यान में रखते हुए कि पंजा पकड़ने की अवस्था 100 एमएस से अधिक हो सकती है, एकल पंजे ( 3 एफ ) की व्यक्तिगत गतिविधियां अविश्वसनीय रूप से जल्दी (1-2 एमएस) हो सकती हैं।

सुपर-फास्ट पंजा आंदोलनों को संभवतः मांसपेशियों के संकुचन द्वारा पूरी तरह से विनियमित नहीं किया जाता है, शोधकर्ताओं का सुझाव है। यह भी आश्चर्यजनक है कि कशेरुकाओं के बीच, सबसे तेज मांसपेशी आंदोलनों इन सुपरफास्ट पंजा आंदोलनों की तुलना में 5-10 गुना धीमी हैं (उदाहरण के लिए, मानव हाथ की मांसपेशियों - 50 एमएस, हमिंगबर्ड पेक्टोरल मांसपेशी - 8 एमएस)। इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि एक तोते के पंजे के आंदोलन की गति लोचदार कण्डरा में संग्रहीत ऊर्जा की रिहाई और पंजे की कम जड़ता पर निर्भर करती है। इस तरह के तेज पंजे की चालें तोते को लैंडिंग की सतह की ज्यामिति और बनावट के आधार पर तुरंत अपनी पकड़ को अनुकूलित करने की अनुमति देती हैं।

पंजा पकड़ने की डिग्री के लिए, यह ध्रुव के व्यास और बनावट ( 3 जी ) पर निर्भर करता है। 38 मिमी के व्यास के मामले में सबसे स्पष्ट पकड़ देखी जाती है। यह स्पष्ट करने योग्य है कि यह केवल पंजों को पकड़ने के बारे में है, और पूरी तरह से पैरों के सभी नहीं। यही है, व्यास जितना बड़ा होगा, उतना ही आपको पंजे पर भरोसा करने की आवश्यकता होगी, क्योंकि पंजे मदद नहीं करेंगे ( 3 सी , 3 ई )। सतह के सापेक्ष पंजा कोण इसकी बनावट पर अत्यधिक निर्भर है। उदाहरण के लिए, चिकनी सतहों (टेफ्लॉन) के मामले में, पंजे किसी न किसी सतह ( सैंडपेपर ) की तुलना में अधिक ( 3H ) झुकते हैं, क्योंकि इस मामले में वे बस सतह को थोड़ा अधिक संकुचित कर सकते हैं, जिससे विश्वसनीय आसंजन सुनिश्चित होता है। अतिरंजित रूप से कहें तो पंजे कठिन हो जाते हैं जब सतह को संकुचित करना कठिन होता है।


चित्र संख्या 4

फिर शोधकर्ताओं ने यह जांचने का फैसला किया कि कैसे यांत्रिकी के दृष्टिकोण से, उंगलियों के संपीड़न बल के संकेतक और पंजे झुकने से बदलते हैं, और लैंडिंग के दौरान वे पक्षी को एक या किसी अन्य सतह के अनुकूलन को कैसे प्रभावित करते हैं।

डंडे के विभिन्न बनावट के साथ परीक्षणों से पता चला है कि दोनों उंगलियां ( 4 ए ) और पंजे ( 4 सी ) फिसलने और पकने के क्षणों में एक समान कतरनी बल * का प्रदर्शन करते हैं।

शियर बल * - असमान बल शरीर के एक भाग को एक विशेष दिशा में धकेलता है, और शरीर का दूसरा भाग इसके विपरीत होता है।

पंजा पैड के लिए, सभी सतहों के लिए सामान्य बल के एक कार्य के रूप में कतरनी बल का प्रतिनिधित्व करने का सबसे उपयुक्त तरीका कूलम्ब घर्षण घर्षण मॉडल ( 4 बी ) है, जो सूखी सतहों के संपर्क में दो निकायों के बीच घर्षण बल की दिशा और परिमाण की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है (इसलिए इस मॉडल को "ड्राई घर्षण मॉडल" भी कहा जाता है) )।

पंजे ( 4C ) के लिए, घर्षण गुणांक पंजा पैड ( 4C ) की तुलना में 8 गुना अधिक हो सकता है। सतह ( 4D ) के सापेक्ष पंजे के उन्मुखीकरण द्वारा अन्य चीजों के बीच इस तरह के अंतर का कारण हो सकता है: सबसे नरम सतह पर, घर्षण बल अपेक्षाकृत स्थिर रहता है, लेकिन किसी न किसी सतह पर यह पंजा कोण बढ़ने के साथ भी बढ़ता है। हालांकि, समान कोणों पर भी, माप बताते हैं कि पंजे के लिए अधिकतम बल गुणांक अभी भी पैड ( 4% ) की तुलना में अधिक है।

क्लच आसंजन के स्टोकेस्टिक प्रकृति के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए, पक्षी सतह पर लोड संतुलन और पंजा आंदोलन का लाभ उठा सकते हैं। कई पंजे के बीच लोड वितरण प्रभावी रूप से सभी पंजे ( 4E ) की अपेक्षित कुल ताकत का वितरण करता है। इसके अलावा, पक्षी अपने पंजे बढ़ा सकते हैं, जो उन्हें असमान सतह पर आसंजन की संभावना को बढ़ाने की अनुमति देता है, यदि कोई हो। यह घर्षण बल ( 4F ) के अपेक्षित मूल्य को बढ़ाता है, जो सतहों पर पंजे के अधिक स्पष्ट झुकने की व्याख्या करता है जो केवल दृढ़ता से ( 3F ) संपीड़ित करने के लिए अधिक कठिन हैं। पंजे को खींचना सतहों के मामले में एक फायदा देता है जिस पर कुछ अनियमितताएं होती हैं, लेकिन वे काफी बड़ी हैं। हालांकि, यह कथन अवलोकनों के साथ थोड़ा असंगत है, क्योंकि तोते अपने पंजे का विस्तार करने के लिए बहुत ज्यादा नहीं चाहते थे, और इससे पता चलता है कि वे रोपण के दौरान सबसे अच्छा धक्कों का चयन नहीं करते हैं। इसलिए, वे अपने पंजे को यथासंभव मोड़ लेते हैं जब तक कि पर्याप्त ताकत एक स्थिर पकड़ बनाए रखने के लिए नहीं पहुंच जाती। यदि इस प्रक्रिया के दौरान इस बल को प्राप्त नहीं किया जाता है, तो पक्षी पंजे की स्थिति को समायोजित करना या बंद करना शुरू कर देगा।


चित्र संख्या 5

पंजे और पैड के लिए घर्षण गुणांक के बीच के अंतर को इन शरीर के अंगों की ज्यामिति और लैंडिंग सतह के ज्यामिति से समझाया जा सकता है जिसके साथ वे संपर्क में हैं। पैड में एक बड़ा क्षेत्र और नरम बनावट होती है, जो आपको संपर्क के कई बिंदुओं पर भार वितरित करने की अनुमति देती है, और यह एक अधिक समान घर्षण बल की ओर जाता है। पंजे, बदले में, मोटे होते हैं और एक छोटा क्षेत्र होता है, इसलिए वे सतह की ज्यामिति के साथ सीधे बातचीत पर भरोसा करते हैं, अर्थात। धक्कों के लिए कमर कसने पर।

ज्यामितीय प्रभावों की मात्रा निर्धारित करने के लिए, वैज्ञानिकों ने पंजे की नोक ( 5A ) से ऊंचाई के एक समारोह के रूप में चौड़ाई में समतल विमान में पंजे के आकार की विशेषता बताई। मौजूदा सतह अनियमितताओं का उपयोग करने के अलावा, पंजे सतह विरूपण से घर्षण बल भी उत्पन्न कर सकते हैं।

इस इंटरैक्शन को अनुकरण करने के लिए, विभिन्न सतहों ( 5 बी ) में पंजे की पैठ की गहराई की माप और पंजे की ज्यामिति के माप को संयुक्त किया गया था। पंजे की नोक की ज्यामिति को शरीर के वजन ( 5C ) के 25% तक लोड के लिए 50 माइक्रोन के दायरे के साथ एक क्षेत्र द्वारा तैयार किया गया था। इस प्रकार, यह पाया गया कि, उदाहरण के लिए, कैलिफोर्निया ओक से पर्च में प्रवेश की गहराई 10 माइक्रोन है, अर्थात। पंजे के बाहरी चाप की लंबाई का 0.2% (लगभग 5 मिमी)।

कर्षण पर पंजे के आकार के प्रभाव को अधिक विस्तार से मूल्यांकन करने के लिए, अलग-अलग सतहों ( 5D ) से चिपके हुए अलग-अलग टिप व्यास के पंजे के साथ एक और मॉडल बनाया गया था। जैसा कि अपेक्षित था, सतह में किसी भी पंजे के प्रवेश की अनुपस्थिति में, सफल कैप्चर ( 5 ई ) के लिए खुरदरी सतह अधिक उपयुक्त होती है।

जब सतह के प्रवेश प्रभाव ( 5F ) को मॉडल में जोड़ा गया, तो पाया गया कि उपयोगी सतह को बढ़ाया गया था। इसके अलावा, अधिक स्पष्ट प्रभाव, ऊर्ध्वाधर अक्ष और पंजे पर शुद्ध बल वेक्टर के बीच का कोण छोटा होता है। यदि पंजे की नोक के त्रिज्या और द्रव्यमान को समरूपता से स्केल किया जाता है, और लागू बल द्रव्यमान पर निर्भर करते हैं, तो गहराई कारक (पंजे की नोक के त्रिज्या से विभाजित पैठ की गहराई) भी isometrically पैमाने पर होगा।

इससे हम एक तार्किक निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि इस सतह पर छोटी अनियमितताएं छोटे जानवरों के लिए सतह पर प्रभावी ढंग से पालन करने के लिए पर्याप्त हैं।


चित्र संख्या 6

उपरोक्त सभी मॉडलों को विभिन्न प्रभावों, बलों और अन्य चीजों के लिए जोड़कर, शोधकर्ताओं ने एक एकल दो-आयामी मॉडल बनाया, जो एक साथ पूरे पंजे ( 6 ए ) के रूप में पंजे, पैर और शरीर के मापदंडों को ध्यान में रखता है।

पैरों के संपर्क यांत्रिकी और लैंडिंग सतह पर डेटा की समग्रता ने पक्षी के तीन आयामी "कैप्चर स्पेस" और बल और पल ( 6 बी ) के आवश्यक संयोजन को निर्धारित करने के लिए सीमित अनुकूलन लागू करना संभव बना दिया।यह पाया गया कि न केवल पक्षी की गति, बल्कि दिशा भी लैंडिंग की सफलता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है: यदि पक्षी की गति वेक्टर को पर्च के केंद्र तक निर्देशित नहीं की जाती है, तो पक्षी प्रतिबंधात्मक रूप से फिसल सकता है। संपीड़न बल में वृद्धि के कारण या सतह की बनावट के कारण, जो अधिक सुगम सतह घर्षण ( 6C ) का प्रतिनिधित्व करता है, पर कब्जा स्थिरता के क्षेत्र को सक्रिय रूप से विस्तारित किया जा सकता है ।

शाखा जितनी छोटी होगी, संपीड़न बल उतना ही अधिक होगा। यदि पक्षी की उंगलियां पूरी तरह से शाखा को कवर करती हैं, तो इसकी स्थिरता पूरी तरह से मांसपेशियों की ताकत पर निर्भर करेगी। यह पता चला है कि पतली शाखाएं पक्षियों को सफलतापूर्वक उन पर उतरने का अधिक मौका देती हैं। एकमात्र अपवाद लचीलापन है: पतली शाखाएं पक्षी के वजन के नीचे झुक सकती हैं, जिसका अर्थ है कि पकड़ स्थिरता खो सकती है।

विभिन्न ज्यामिति और बनावट की एक पर्च पर एक पक्षी को उतारने की प्रक्रिया में शामिल सभी मूलभूत बलों के एक आकलन ने एक स्थिर पकड़ के निर्माण में सतह के घर्षण के अत्यधिक महत्व का पता लगाया। हालांकि, यह ध्यान देने योग्य है कि सतह पर फिसलने के मामले में भी, यह हमेशा मनमाने ढंग से नहीं होता है। सतह के साथ संपर्क के क्षण में थोड़ा सा फिसलना आपको लैंडिंग के दौरान ऊर्जा को अवशोषित करने की अनुमति देता है, जल्दी से घर्षण के एक उच्च गुणांक के साथ अनियमितताओं का पता लगाता है।

अध्ययन की बारीकियों के साथ एक अधिक विस्तृत परिचित के लिए, मैं सुझाव देता हूं कि आप वैज्ञानिकों की रिपोर्ट देखें ।

उपसंहार

इस काम से पता चला कि न केवल उड़ान यांत्रिकी, वायुगतिकी और पक्षियों की शारीरिक रचना के दृष्टिकोण से एक जटिल प्रक्रिया है। लैंडिंग की प्रक्रिया भी बहुत कठिन है। यह कई शारीरिक बलों को जोड़ती है, जो सही संयोजन में, पक्षी को सफलतापूर्वक और सुरक्षित रूप से उतरने की अनुमति देते हैं। यह जानकर, स्वयं शोधकर्ताओं के अनुसार, एक व्यक्ति एक स्वायत्त उड़ान रोबोट बनाने में सक्षम होगा जिसे लैंडिंग के समय पकड़ा नहीं जाना है या अग्रिम में उसके लिए लैंडिंग साइट तैयार करना है। पक्षियों ने हमसे बहुत पहले आकाश को जीत लिया, और हमें उनसे कुछ सीखना है। कोई इस अध्ययन को मानव-घंटे की बर्बादी कह सकता है, और कोई - एक महान खोज। किसी भी मामले में, किसी भी नए ज्ञान, चाहे वह क्वांटम-शास्त्रीय संक्रमण के बारे में हो या लैंडिंग के दौरान एक तोते के पंजे के कीनेमेटीक्स के बारे में, महत्वपूर्ण है। यदि हमारे पास नए ज्ञान की प्यास नहीं है,आप निश्चित रूप से गुफा के चारों ओर चमगादड़ों के साथ घूम रहे होंगे, अतिशयोक्तिपूर्ण, निश्चित रूप से।


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