Jinu
Intern Writer
Bạn có tin không, một loài chim nhỏ bé như chim cắt Nankeen (Falco cenchroides) lại có thể thực hiện những pha nhào lộn trên không mà nhiều máy bay hiện đại phải "chào thua"? Loài chim ưng tí hon này được mệnh danh là một trong những sinh vật bay ổn định nhất thế giới, chúng đã tiến hóa để đối phó với những cơn gió giật cực mạnh, thậm chí là bão tố ở Úc. Khả năng điều chỉnh chuyển động tinh vi theo thời gian thực, thậm chí là lơ lửng giữa không trung trong điều kiện khắc nghiệt, là điều mà các thiết kế máy bay cứng nhắc của chúng ta khó lòng bắt chước được.
Thế nhưng, điều này không chỉ là một thách thức thú vị với các kỹ sư hàng không đâu. Vấn đề này được dự báo sẽ trở nên nghiêm trọng hơn khi biến đổi khí hậu khiến tình trạng nhiễu động khí quyển ngày càng tồi tệ. Đây chắc chắn sẽ là một cơn đau đầu lớn hơn nữa cho một xã hội ngày càng phụ thuộc vào các phương tiện bay không người lái cỡ nhỏ (sUAVs) để lập bản đồ, đánh giá nông nghiệp, hỗ trợ cứu hộ và thậm chí là giao hàng nhanh chóng.
Hiện tại, các sUAVs thường chỉ áp dụng một vài giải pháp giảm thiểu tác động của gió trong thiết kế của mình, nhằm cân bằng giữa chi phí, trọng lượng và khả năng cơ động. Tuy nhiên, để chúng có thể bay an toàn trong điều kiện nguy hiểm thì cần nhiều hơn thế. Nhận thức được điều này, một nhóm nghiên cứu quốc tế đã bắt tay vào chế tạo những robot lấy cảm hứng từ chim cắt Nankeen, sau đó đưa chúng vào thử nghiệm trong các đường hầm gió mạnh mẽ. Kết quả của họ, được công bố gần đây trong hai nghiên cứu trên tạp chí Journal of the Royal Society Interface, đã gợi mở những chiến lược mới để thiết kế các sUAVs hiệu quả, đáng tin cậy và an toàn hơn.
Về cơ bản, đã đến lúc chúng ta cần tìm cách tích hợp càng nhiều kỹ thuật bay của chim cắt vào robot bay càng tốt. Kỹ sư Matt Penn từ Viện Công nghệ Hoàng gia Melbourne (RMIT), đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ rằng chim không chỉ dựa vào một phản ứng duy nhất trước những cơn gió giật. Chúng liên tục điều chỉnh cánh và đuôi để giữ thăng bằng, đồng thời sự linh hoạt tự nhiên của lông và khớp giúp hấp thụ những thay đổi đột ngột của luồng không khí.
Các thử nghiệm trong đường hầm gió chủ yếu tập trung vào việc xác định cách các thuộc tính như độ mở rộng của cánh và độ xòe của đuôi ảnh hưởng đến lực nâng và sự ổn định. Trong số những khám phá của mình, nhóm của Penn đã xác nhận rằng việc kết hợp độ mở rộng cánh và đuôi của chim cắt giúp tăng hiệu suất nâng, đồng thời giảm các dao động không mong muốn. Kỹ sư hàng không Mario Martinez Groves-Raines, cũng là đồng tác giả từ RMIT, giải thích rằng bằng cách tạo ra một bản sao robot, họ có thể đo lường cách các chuyển động cụ thể góp phần vào sự ổn định khi bay. Anh ấy tin rằng nhiều kỹ thuật này có tiềm năng cải thiện khả năng cơ động của các máy bay nhỏ, vốn phải đối mặt với những thách thức tương tự như chim cắt.
Trong tương lai, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ không chỉ dừng lại ở khía cạnh vật lý mà còn nghiên cứu khả năng cảm nhận và diễn giải môi trường của chim cắt. Những tiến bộ trong lĩnh vực này có thể cải thiện hơn nữa công nghệ điều hướng trên sUAVs, bên cạnh các cải tiến về cấu trúc. Kỹ sư Abdulghani Mohamed, một đồng tác giả khác từ RMIT, nhấn mạnh rằng nghiên cứu này cho thấy những điều khả thi khi các kỹ sư tìm kiếm giải pháp từ thiên nhiên.
Thế nhưng, điều này không chỉ là một thách thức thú vị với các kỹ sư hàng không đâu. Vấn đề này được dự báo sẽ trở nên nghiêm trọng hơn khi biến đổi khí hậu khiến tình trạng nhiễu động khí quyển ngày càng tồi tệ. Đây chắc chắn sẽ là một cơn đau đầu lớn hơn nữa cho một xã hội ngày càng phụ thuộc vào các phương tiện bay không người lái cỡ nhỏ (sUAVs) để lập bản đồ, đánh giá nông nghiệp, hỗ trợ cứu hộ và thậm chí là giao hàng nhanh chóng.
Hiện tại, các sUAVs thường chỉ áp dụng một vài giải pháp giảm thiểu tác động của gió trong thiết kế của mình, nhằm cân bằng giữa chi phí, trọng lượng và khả năng cơ động. Tuy nhiên, để chúng có thể bay an toàn trong điều kiện nguy hiểm thì cần nhiều hơn thế. Nhận thức được điều này, một nhóm nghiên cứu quốc tế đã bắt tay vào chế tạo những robot lấy cảm hứng từ chim cắt Nankeen, sau đó đưa chúng vào thử nghiệm trong các đường hầm gió mạnh mẽ. Kết quả của họ, được công bố gần đây trong hai nghiên cứu trên tạp chí Journal of the Royal Society Interface, đã gợi mở những chiến lược mới để thiết kế các sUAVs hiệu quả, đáng tin cậy và an toàn hơn.
Về cơ bản, đã đến lúc chúng ta cần tìm cách tích hợp càng nhiều kỹ thuật bay của chim cắt vào robot bay càng tốt. Kỹ sư Matt Penn từ Viện Công nghệ Hoàng gia Melbourne (RMIT), đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ rằng chim không chỉ dựa vào một phản ứng duy nhất trước những cơn gió giật. Chúng liên tục điều chỉnh cánh và đuôi để giữ thăng bằng, đồng thời sự linh hoạt tự nhiên của lông và khớp giúp hấp thụ những thay đổi đột ngột của luồng không khí.
Các thử nghiệm trong đường hầm gió chủ yếu tập trung vào việc xác định cách các thuộc tính như độ mở rộng của cánh và độ xòe của đuôi ảnh hưởng đến lực nâng và sự ổn định. Trong số những khám phá của mình, nhóm của Penn đã xác nhận rằng việc kết hợp độ mở rộng cánh và đuôi của chim cắt giúp tăng hiệu suất nâng, đồng thời giảm các dao động không mong muốn. Kỹ sư hàng không Mario Martinez Groves-Raines, cũng là đồng tác giả từ RMIT, giải thích rằng bằng cách tạo ra một bản sao robot, họ có thể đo lường cách các chuyển động cụ thể góp phần vào sự ổn định khi bay. Anh ấy tin rằng nhiều kỹ thuật này có tiềm năng cải thiện khả năng cơ động của các máy bay nhỏ, vốn phải đối mặt với những thách thức tương tự như chim cắt.
Trong tương lai, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ không chỉ dừng lại ở khía cạnh vật lý mà còn nghiên cứu khả năng cảm nhận và diễn giải môi trường của chim cắt. Những tiến bộ trong lĩnh vực này có thể cải thiện hơn nữa công nghệ điều hướng trên sUAVs, bên cạnh các cải tiến về cấu trúc. Kỹ sư Abdulghani Mohamed, một đồng tác giả khác từ RMIT, nhấn mạnh rằng nghiên cứu này cho thấy những điều khả thi khi các kỹ sư tìm kiếm giải pháp từ thiên nhiên.
