Araştırmacılar, çalıştıkları drone (quadcopter) üzerinde yeni bir ‘çarpışma önleme sistemi’ geliştirmek için sivrisineklerin karanlıkta uçma ve bir yere konma yeteneğinden ilham aldı.
Londra Kraliyet Veteriner Koleji’nden (RVC) Profesör Richard Bomphrey liderliğindeki uluslararası bir ekip, erkek Culex quinquefasciatus sivrisineğindeki duyu mekanizmasını inceleyerek böceğin karşılaştığı engelleri tespit ederken hava akışını kullanma yeteneğini taklit etmenin bir yolunu buldu.
Çoğu kampçının da bildiği üzere açık havada uyumakla ilgili insanı en rahatsız eden şeylerden biri sivrisineklerdir. Çünkü sizi ısırmadan asla üstünüzde gezindiğini bilemezsiniz. Aslında bunun birkaç nedeni var. Ancak en önemlisi, sivrisineklerin zifiri karanlıkta konacağı yere çok hafifçe konmasıdır.
Bunu sağlayan şey ise görmelerine bile gerek kalmadan engelleri hissetmelerini sağlayan mekanik uyaranlara yanıt veren ‘mekanik duyarlılık sistemleridir’. Biyolojik bir sonar sistemi ile uçan yarasaların aksine, sivrisinekler yön bulmak için kanatlarının, antenlerinin ve hava akışının bir kombinasyonunu kullanırlar.
Ekibe göre, sivrisinekler uzun kanatlarını çok hızlı şekilde çırparak uçtuklarından dolayı bir asansör görevi gören hava jetinin oluşmasına neden oluyorlar. Bu jetler, bir engelle karşılaştığında ise bu hava akışı modelleri, şekil değiştiriyor.
Aerodinamik Görüntüleme
Bu engel, ‘Johnston’ organı olarak adlandırılan sivrisinek anteninin tabanında bulunan bir dizi reseptör tarafından tespit ediliyor. Böylece böcek, “aerodinamik görüntüleme” kullanarak çevresinin bir resmini oluşturabiliyor. Ayrıca zeminin ve diğer engellerin bulunduğu yerlerin haritasını çıkarıyor.
Sivrisineklerin bunu nasıl yaptığını öğrenmek için ekip, sivrisinek uçuşunun yüksek hızda kayıtlarını yaptı. Daha sonra bunu hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyonları kullanarak analiz etti.
Johnston organının, görüntü değişikliklerini ölçmek için oldukça iyi bir yapı olduğunu keşfettiler. Çünkü basınç farklarının en yüksek olduğu yer, sivrisinek başının üstüydü ve bu sistem en düşük irtifalarda bile en iyi şekilde çalışıyordu.
Sivrisinek, yerden iki kanat genişliğinin altında uçarken uçaklarda sık sık görülen artan kaldırma kuvveti ve aerodinamik sürtünme olan zemin etkisini kullanıyor. Simülasyon bunu dikkate aldığında, araştırmacılar Culex sivrisineğinin 20 kanat uzunluğundan daha uzak yüzeyleri tespit edebileceğini buldu. Ki bu mesafe, düşünülenden çok daha fazla.
Ekip, daha sonra bu bulguları doğadan ilham alınarak yapılmış bir sensör cihazına yerleştirerek aerodinamik görüntülemeli minyatür bir drone yapmak için kullandı. Bu cihaz, maksimum hassasiyet için yerleştirilmiş diferansiyel basınç sensörlerine bağlı bir dizi prob borusundan oluşuyordu. Bir dizi test uçuşundan sonra, dronenun otonom uçuşu yapıldı.
Ekip, dronenun belirli bir mesafede zemini ve engelleri algılayabildiğini buldu. Buna ek olarak, yeni sistemin hafif, güç tasarruflu ve ölçeklenebilir olduğu söyleniyor.
Bomphrey, “Böyle önemli bir böcek grubunun yönüne nasıl karar verdiğini anlamak oldukça önemli.” diyor ve şu sözlerini ekliyor: “Uçan araçların ve droneların yaşamımıza daha da dahil olacağı bir gelecekte yaşayacaksak, binalara veya diğer altyapılara yakın çalışırken makinelerimizi daha güvenli hale getirmek için sivrisineklerden ilham almak hepimiz için iyi olur.”
“Bu minik uçan canlıları göz ardı etmek için hiçbir neden yok. Yüzey algılama sistemi, helikopterlerde bile geliştirilebilir ve böylece kötü görüş koşullarında uçarken bile onların bir nebze daha güvenli koşullarda uçmasını sağlayabilir.”
İşte geliştirilen araç:
Gamze KORKMAZ
