Tại sao các nhà khoa học lại đeo kính bảo hộ cho chim để nghiên cứu về khả năng bay?

Thứ Sáu, 04 Tháng Mười Một 20225:00 SA(Xem: 1469)
Tại sao các nhà khoa học lại đeo kính bảo hộ cho chim để nghiên cứu về khả năng bay?

Không có loài chim nào có kính bảo hộ trong tự nhiên, chúng không cần thiết bị bổ sung đó để bảo vệ khỏi gió và cát khi bay, bởi vì mắt của chúng có một cơ quan gọi là màng nictitating - "mí mắt thứ ba".

Chú chim đeo kính có tên là Obi, một con vẹt Thái Bình Dương (Forpus coelestis) đến từ Đại học Stanford. Thứ mà các nhà khoa học đeo cho nó là một chiếc kính tùy chỉnh được in 3D, chất liệu thấu kính rất bình thường - polycarbonate, có thể ngăn chặn ánh sáng laser trực tiếp. Trước đó, chưa có ai làm kính bảo hộ cho chim nên quá trình sản xuất kính cho chim là quá trình thử và sai, và kết quả là các nhà khoa học đã làm ra được một chiếc kính độ dày và trọng lượng đạt được điều kiện phù hợp nhất.

Chú chim obi
Obi đã tham gia ba chuyến bay thử nghiệm do các kỹ sư chế tạo robot tại Đại học Stanford dẫn đầu để hiểu rõ hơn về cách bay của các loài chim. Cho đến nay, các lý thuyết chung về cách bay của chim cho rằng hình dạng cong của cánh tạo ra lực nâng để giữ chim bay lên cao; vỗ về tạo ra lực đẩy để đẩy chúng về phía trước; và bay lên cao cho phép chim bay theo dòng chảy để tiết kiệm năng lượng ngay cả khi đang bay trên không.

Các nhà khoa học ban đầu tuyển ba con vẹt Thái Bình Dương để đeo kính bảo hộ, nhưng chỉ một con thích nghi được, và đó là Obi. Họ đã mất hàng tháng trời để cho nó ăn bông cải xanh tươi và hạt mỗi ngày, trước khi có thể huấn luyện nó quen với việc đeo kính bảo hộ.

Kính bảo hộ có vai trò quan trọng đối với Obi - chống tia laser.
Như đã đề cập trước đó, kính bảo hộ có vai trò quan trọng đối với Obi - chống tia laser. Ánh sáng quá chói sẽ gây hại cho mắt, chưa kể tia laser có mật độ năng lượng cực cao, khi tia laser chiếu vào nhãn cầu với diện tích chiếu xạ rất nhỏ với năng lượng cao sẽ khiến nhiệt độ của mô nhãn cầu tăng mạnh, và khiến cho nhãn cầu bị bỏng. Ngay cả những loài chim được bảo vệ bằng màng nictitating cũng không thể tránh được tia laser gây hại trực tiếp cho mắt của chúng.

Vậy tại sao phải sử dụng tia laser? Vì các thí nghiệm mà các nhà khoa học muốn thực hiện đòi hỏi phải sử dụng tia laser, và nghiên cứu này chính là thử nghiệm về dòng điện xoáy và lực nâng do chim tạo ra trong quá trình vỗ cánh bay.

chim-deo-kinh-obi-1

Đối với máy bay cánh cố định, áp suất trên bề mặt cánh dưới cao hơn áp suất trên bề mặt cánh trên. Dưới tác dụng của sự chênh lệch áp suất giữa bề mặt cánh trên và dưới, luồng không khí trên bề mặt cánh dưới đi qua đầu cánh và chảy lên bề mặt cánh trên. Vì các luồng không khí trên và dưới của cánh quạt có hướng dòng chảy khác nhau ở mép sau, nên một xoáy khí cũng theo đó mà được hình thành. Và lực nâng được tạo ra trên cánh càng nhiều thì lực xoáy càng mạnh.

Nói chung, trong nghiên cứu cơ học chất lưu, cần phải quan sát và ghi lại quá trình thay đổi của chất lưu. Để ghi lại những thay đổi của chất lỏng trong không khí, và do đó, cần phải có tia laser để thực hiện quan sát.

Chim Obi bay qua một đám mây gồm các hạt khí dung nhỏ được chiếu sáng bởi laze
Bằng cách cho Obi bay qua một đám mây gồm các hạt khí dung nhỏ được chiếu sáng bởi laze, các nhà khoa học có thể tìm ra cách Obi nâng đỡ trọng lượng cơ thể của mình trong không khí và không khí phản ứng như thế nào khi chim bay qua nó. Sau đó, họ có thể so sánh nó với các mô hình máy tính về chuyến bay của loài chim và xem những mô hình đó có khớp với nhau hay không.

Nhưng ánh sáng laze là không đủ, và cần phải phun một ít chất lỏng aerosol tạo ra một lớp sương mù trong không khí, để cho thấy luồng không khí di chuyển trong quá trình này. Nếu không có aerosol, tia laser sẽ trực tiếp xuyên qua không khí mà không có sự khúc xạ hoặc phản xạ, và đương nhiên nó không thể hiển thị sự thay đổi dòng chảy của không khí.


Khi máy chiếu laser bật và tắt với tốc độ chớp nhoáng lên đến 1.000 lần mỗi giây, các giọt nước sẽ phản chiếu ánh sáng của tia laser. Lúc đó, máy ảnh tốc độ cao sẽ chụp lại được 1.000 khung hình mỗi giây nhằm ghi lại những thay đổi của các hạt sương khi Obi di chuyển.

Biết được sự thay đổi của dòng điện xoáy do con chim tạo ra trong quá trình vỗ cánh, có thể thiết lập một mô hình thông qua phương trình động học của cánh, mô hình khí động học, phương trình động học thái độ và phương trình động lực học của khối tâm, sau đó phân tích lực nâng và kéo vào các thời điểm khác nhau trong suốt quá trình bay, cuối cùng hiểu cách các loài chim vỗ cánh để bay ổn định...

Thử nghiệm này đã cho thấy một bất ngờ lớn.
Thử nghiệm này đã cho thấy một bất ngờ lớn. Những mô hình dự đoán cũ cho rằng khi động vật bay, chúng sẽ tạo ra những xoáy không khí và chúng sẽ tồn tại khá lâu cũng như tương đối ổn định. Nhưng khi máy tính ghi lại chuyển động của các hạt sương do Obi tạo ra, những xoáy không khí đã hoàn toàn biến mất sau khi Obi vỗ cánh một vài lần.

Tất nhiên, đây chỉ là một tình huống lý tưởng, vì cuối cùng nhà khoa học vẫn không hiểu được quy luật thay đổi của dòng xoáy (và nó không thể đơn giản như vậy), bởi vậy họ đã cố gắng nghiên cứu nó bằng cách đeo kính bảo hộ cho chim... Cho đến nay, các lý thuyết chung về cách bay của chim cho rằng hình dạng cong của cánh tạo ra lực nâng để giữ chim bay lên cao; vỗ về tạo ra lực đẩy để đẩy chúng về phía trước; và bay lên cao cho phép chim bay theo dòng chảy để tiết kiệm năng lượng ngay cả khi đang bay trên không.

Gửi ý kiến của bạn
Tên của bạn
Email của bạn
Thứ Ba, 14 Tháng Mười Một 20172:00 SA
Du khách sờ ngực, tay và chân của Samantha. Hai ngón tay của robot bị gãy và toàn thân bị hư hỏng nặng", Santos kể về cách mà con robot tình dục này bị lạm dụng tại hội chợ.
Thứ Bảy, 11 Tháng Mười Một 20171:00 CH
Theo tôi, không nhất thiết phải mời Jack Ma Ma của Trung Quốc sang Việt Nam chia sẻ kinh nghiệm làm giàu và thành đạt cho thanh niên Việt Nam.
Thứ Sáu, 10 Tháng Mười Một 20175:00 CH
Bí thư tỉnh ủy bị bệnh nặng. Lúc đã nguy kịch, ông dặn vợ con phải "cáo phó" cẩn thận trên truyền hình, báo chí, thông báo cho các nơi đến phúng viếng.
Thứ Sáu, 10 Tháng Mười Một 20174:00 CH
Tôi không đa nghi nhưng luôn hoài nghi khoa học. Những biểu hiện của Phan Anh sau vụ đấu tố về "động cơ share clip cá chết"
Thứ Sáu, 10 Tháng Mười Một 20171:30 SA
Ông đáng tuổi cha chú, lại là đại biểu Quốc hội nữa, lẽ thường tôi cũng tôn trọng ông như bao người khác nhưng khi nghe báo chí đưa tin tại buổi txe
Thứ Năm, 09 Tháng Mười Một 201711:00 CH
Một tỷ phú người Hoa đưa ra những tuyên bố gây sốc về mối liên hệ giữa vụ mất tích bí ẩn của máy bay MH370 và một loạt các ca cấy ghép nội tạng ở Trung Quốc, theo Vision Times.
Thứ Năm, 09 Tháng Mười Một 20172:00 CH
Chính quyền địa phương và người dân đều không hiểu bức tượng hình dương vật được đưa lên đỉnh núi cao gần 2.000 m khi nào.
Thứ Năm, 09 Tháng Mười Một 20176:00 SA
Tuần này chính trường có nhiều chuyện hay. Quốc hội thì đang bàn về dự luật An ninh mạng, mà có những điều khoản bị dư luận coi là " chống lại nền văn minh của loài người"!
Thứ Năm, 09 Tháng Mười Một 20175:00 SA
Đó là ý kiến của nhiều bạn trẻ trên các diễn đàn mạng xã hội sau khi nghe buổi đối thoại giữa Jack Ma và hơn 3.000 sinh viên Việt Nam.
Thứ Tư, 08 Tháng Mười Một 20173:00 CH
Mới đây báo chí trong nước đưa tin về căn biệt thự khủng của ông Bùi Cách Tuyến, cựu Thứ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường (TN-MT).