Dron, który naśladuje jerzyki

Inżynierowie są pod ciągłym wrażeniem rozwiązań, jakie stosuje przyroda. Wśród wynalazków opartych o przyrodę pojawił się nowy: dron, który naśladuje jerzyki i pracę ich skrzydeł.

W 2020 roku zespół inżynierów z Australii, Chin, Tajwanu i Singapuru zbudował niewielkiego drona z zestawem elastycznych skrzydeł¹. Jest to tzw. ornitopter, albo inaczej skrzydłowiec, choć nieco specyficzny². Ma 20 cm wysokości, a rozpiętość jego skrzydeł wynosi 28 cm. Posiada 4 skrzydła, które tworzą układ X. Dron posiada również specyficzną konstrukcję ogonową. Całość waży 26 g.

Wszystkie te cechy pozwalają mu nie tylko unosić się w powietrzu, ale również gwałtownie zmieniać kierunek lotu, do czego zwykły dron nie jest zdolny. Oprócz tego nowy ornitopter zużywa 40% mniej energii niż zwykłe drony z silnikami o podobnej mocy (4,2 V).

Dron i jerzyki

Inspiracją dla zespołu inżynierów były niektóre ptaki. Mowa zwłaszcza o jerzykach, które są w stanie zmienić kształt skrzydła w celu wykonania określonego manewru. Dr Yao-Wei Chin z Narodowego Uniwersytetu Singapuru, kierownik zespołu, stwierdził, co następuje:

“Choć ornitoptery latają w sposób najbardziej zbliżony do lotu biologicznego dzięki napędowi trzepoczących skrzydeł, ptaki i owady posiadają liczne zestawy mięśni, które pozwalają im latać niesamowicie szybko, zginać skrzydła, wykręcać je, otwierać szczeliny między piórami i oszczędzać energię. […] Zwinność skrzydeł pozwala im obracać się w powietrzu i jednocześnie trzepotać nimi z różnymi prędkościami i pod różnymi kątami. […] Jerzyki zwyczajne potrafią podróżować z maksymalną prędkością 31 m/s, czyli 112 km/h.”³

To, co ów międzynarodowy zespół pod kierownictwem dra China zaprojektował, to tylko fragment tego, do czego jerzyki są zdolne. Dr Javaan Singh Chahl z Uniwersytetu Australii Południowej, członek zespołu, zauważa, że skrzydłowiec jest bardzo kruchy. Gdy lekko uderzy w ścianę, może się zepsuć – inaczej jest w przypadku ptaków i owadów, których ciała są odporniejsze na uderzenia⁴.

Inne wynalazki inspirowane przyrodą

Innymi słowy, przyroda pod wieloma względami wciąż góruje nad ludzką pomysłowością. Wynalazek zespołu dra China nie jest bowiem pierwszym, który wykorzystuje rozwiązania znane z przyrody. Przyjrzyjmy się kilku dotychczasowym wynalazkom:

1. Ostre dzioby zimorodków zainspirowały inżynierów japońskich pociągów Shinkansen do tego, aby odpowiednio przeprojektować ich przód. Dzięki temu, wjeżdżając do tuneli z prędkością 300 km/h, już nie wytwarzają potężnej fali dźwiękowej.
2. Guzki na płetwach humbaków (gatunek waleni), dzięki którym lepiej się zanurzają, stanowiły inspirację dla inżynierów turbin wiatrowych. Ząbkowane krawędzie sprawiają, że takie łopatki są bardziej wydajne i cichsze niż zwykłe (smukłe).
3. Owocostany łopianu zawierają mikroskopijne haczyki, dzięki którym przyczepiają się do sierści zwierząt lub naszej odzieży. Zainspirowany tym odkryciem inżynier George de Mestral stworzył materiał zwany velcro, popularnie określany jako rzep⁵.

To tylko kilka przykładów, których jest bez liku. Okazuje się, że przyroda już zna rozwiązania, które ludzie dopiero odkrywają i z których korzystają.

Projekt w przyrodzie

Richard Dawkins, znany ateista, uważa, że projekt w przyrodzie to tylko iluzja⁶. Ewolucjoniści twierdzą, że wszystkie ciekawe rozwiązania występujące w przyrodzie powstały drogą ewolucji trwającej setki milionów lat. Jednak prawdą jest, że człowiek, będący inteligentną istotą, często zmuszony jest do zaledwie kopiowania przyrody, aby móc tworzyć własne projekty.

Każdy projekt ma to do siebie, że bez jednego kluczowego, niezbędnego do działania elementu, konstrukcja upada. W przyrodzie jest dokładnie tak samo. To oznacza, że przyroda, z której ludzie czerpią inspirację dla własnych projektów, również jest zaprojektowana. Dron wykorzystujący aerodynamiczne właściwości skrzydeł jerzyków jedynie korzysta z zaprojektowanego przez Stwórcę rozwiązania dla tych ptaków. Nie ma tutaj mowy o ewolucjonistycznym przypadku.

Przypisy

1. Cox G., Dynamic drones: Drawing inspiration from creation, “Creation”, 43(3), 07.2021, s. 26-27, https://creation.com/dynamic-drones
2. Zob. Ornithopter drone hovering and weaving in a small space, https://www.youtube.com/watch?v=JZeVP-_bAq4 (link niepubliczny)
3. Chin Y.-W. et al., Efficient flapping wing drone arrests high-speed flight using post-stall soaring, “Science Robotics”, 5(44), 15.07.2020, https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.aba2386?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed
4. Andrews C., By flapping its ‘wings’, this drone soars above the rest, Create, 17.12.2020, https://createdigital.org.au/flapping-wings-drone-soars/
5. Mazuruk A., 7 przykładów technologii naśladujących przyrodę, WhatNext, 21.04.2020, https://whatnext.pl/7-przykladow-technologii-nasladujacych-przyrode/
6. Turpin S., Atheism and the Evidence for God, Answers in Genesis, 26.05.2020, https://answersingenesis.org/world-religions/atheism-and-evidence-god/