Крылатый робот предлагает свой ответ на вопрос о том, как у древних рептилий появились крылья.
Роболёт и крылатые ящеры: История полета

Считается, что к активному полету некоторые высшие животные перешли около 150 млн лет назад. Тогда пышные леса были полны древних пресмыкающихся и «протоптиц», способных к полету (по крайней мере, к парящему), наподобие знаменитого археоптерикса. Неясно, правда, одно: прежде чем крылья можно стало использовать по их новому назначению, какую функцию они могли выполнять? Для чего они были нужны вымершим рептилиям, еще не умевшим летать? Ответ на этот вопрос предложили недавно американские инженеры Рональд Фиринг (Ronald Fearing) и Кевин Петерсон (Kevin Peterson). Их выводы строятся вовсе не на анализе окаменелых остатков — а на опытах с современным роботом.

Вообще на этот счет имеется две теории. Согласно первой, условно назовем ее «с дерева вниз», примитивные зачатки крыльев могли помогать предкам птиц безопасно и ловко планировать с веток. По второй («взлет с земли»), взмахи недокрыльями помогали носиться над самой поверхностью земли с большей скоростью. Второй вариант считается менее вероятным, поскольку при нем для перехода к полету на таких протокрыльях пришлось бы научиться набирать огромную взлетную скорость. Первая теория выглядит более правдоподобной: от скользящего парения перейти к активному полету проще.

Об этих дебатах Фиринг и Петерсон и не подозревали, когда приступали к созданию 25-сантиметрового робота DASH+Wings, точнее — к оснащению своего шестиногого робота DASH крыльями. Разработанный для нужд военных, DASH в реальных условиях нередко сталкивается с трудностями при преодолении препятствий и наклонных поверхностей. Так что для решения этой проблемы инженеры решили добавить к нему и машущие крылья, которые помогали бы аппарату в перемещении. И уже в процессе работы над проектом задумались о вопросах эволюции, пригласив в свою команду палеобиолога Роберта Дадли (Robert Dudley), который специализируется как раз на проблемах полета животных.

Вместе они решили поставить интересный эксперимент. DASH+Wings должен был пройти через набор испытаний: развить максимальную скорость при движении по горизонтальной поверхности без препятствий; взбираться по склонам со все большим углом; прыгать с платформы и парить так, чтобы приземлиться максимально далеко от места старта. Эти задачи робот проходил несколько раз: с использованием крыльев и без, с машущими движениями крыльев и просто вытянув их в стороны неподвижно. Полученные результаты авторы затем сравнили.

Как и стоило ожидать, максимальных достижений добился аппарат в варианте с машущими крыльями, причем наибольшая разница наблюдалась в тесте с парящим полетом. Благодаря крыльям он мог карабкаться по самым крутым склонам. Но что важно — по горизонтали он бежал в этом случае лишь на 90% быстрее, чем вообще без использования крыльев. А расчет показывает, что для достижения взлетной скорости ему понадобятся все 400%. Зато при парении с крыльями он улетал намного дальше, чем без крыльев, а перейдя ко взмахам — еще дальше. Это, по мнению ученых, косвенно свидетельствует в пользу теории «с дерева вниз».

О других интересных аспектах эволюции читайте: «Как нам делали голову».

По публикации ScienceNOW