• GIZMODO
  • FUZE
  • DIGIDAY
  • gene
  • gene
  • cafeglobe
  • MYLOHAS
  • Glitty
  • roomie
  • machi-ya
  • GIZMODO
  • DIGIDAY
  • gene
  • cafeglobe
  • MYLOHAS
  • Glitty
  • machi-ya
  • roomie

itou  - ,  06:00 PM

コウモリが自在に羽ばたける秘密がついに解明! 工学にも応用可能

コウモリが自在に羽ばたける秘密がついに解明! 工学にも応用可能

140615bats_muscles.jpg


Popular Science:鳥やコウモリが飛ぶ時、その翼は、単純に上下に羽ばたくだけではありません。それが、人間が長い間、鳥のような飛び方を模倣できずにいた理由のひとつです。アップストロークとダウンストローク時に、肩がわずかに湾曲するだけで、翼の動きがとても複雑になります。こうして翼を微妙に調整することで、急降下、急旋回、急上昇が可能となるのです。

コウモリは翼を微調整するユニークなしくみを備えています。コウモリは、ものすごい精度で急降下、急旋回をこなし、障害物を避け、花粉やフルーツを見つけ、逃げる回る小さな獲物を捉えます。すべては「飛膜」のお陰です。飛膜とは、手、前肢、肩にかけて広がる丈夫な皮のことです。飛膜はハングライダーのように空気を捉え、微妙な調整することで飛行に大きな変化を生みます。進化の視点から見ると、この利点は明らかにエネルギーの節約です。しかし、飛膜をコントロールするのは大変困難です。少し間違えば衝突してしまいます。

コウモリは、飛膜の中に「plagiopatagiales proprii」と呼ばれる細い筋肉を持っています。科学者たちの間では100年前から知られていましたが、その役割は解明されていませんでした。

ブラウン大学の大学院生ジョン・チェイニーさんが、この筋肉の秘密を解明しようと試みました。彼は、この筋肉が、翼の形を変えたり、力を伝えるアクティベーターの役割をしているか、あるいは翼の伸縮度合いを知らせるパッシブセンサーなのではないかと考えました。


チェイニーさんは、液体ラテックスの膜を使って、3匹のオスのジャマイカンフルーツコウモリの翼に極小の電極を取り付けました。コウモリは麻酔から覚めると、実験のための風洞トンネルを飛び回りました。そのコウモリたちを、1秒間に500フレームで高速撮影したのです。下の動画がサンプルです。



その結果、この特殊な筋肉は、コウモリの飛行にとって絶対に不可欠なことがわかりました。この筋肉は、ダウンストローク時に緊張し、アップストローク時に緩み、翼の動きをサポートします。また、シフトギアのように、飛行するスピードに応じて屈曲と弛緩を調整できることもわかりました。高速で飛ぶ時は、ダウンストロークの開始時にすばやく緊張します。この筋肉のおかげで、精密かつ高速な飛行が可能となるのです。

「コウモリは、飛膜の中にあるこの筋肉と、輪郭を制御するための骨を使って、翼をどんな形にも変えられます」とチェイニーさん。

これは、生物学にとって興味深い発見です。それだけでなく、人工の「羽ばたく翼」の設計にも応用できます

ブラウン大学の別の研究室では、エンジニアたちはコウモリにインスパイアされたロボットを作っています。大学院生のジョセフ・バーマンさんは、3Dプリンターでロボットのコウモリの翼を制作。プラスティックの骨の間に伸縮素材の皮膜も取り付けました。現在、チームは、今回解明された筋肉の情報を元に、デザインを調整中です。

「これは、私たちが開けなければならないもう1つのドアです」と工学部の教授ケネス・ブロイヤー氏。彼は、この小さな筋肉に関する研究の付随論文を書いています。「被膜の翼をコウモリみたいに正確に制御できるようになれば、生体模倣システムにとって大きな進歩です」


Bats Use Mini Muscles to Tweak Their Wings In Flight, And Drones Could Too|Popular Science

Rebecca Boyle(訳:伊藤貴之)

MORE FROM LIFEHACKER

powered by
    
    
    
  • コウモリの謎: 哺乳類が空を飛んだ理由
  • 大沢 啓子,大沢 夕志|誠文堂新光社
  

Kotaku

Recommended

© mediagene Inc.