Lentink Lab/Stanford Univ.

　地球に住む生物たちは、生き残るためその構造や機能を特化させてきた。人間がそこから着想を得て新しい科学技術を開発することを「バイオミメティクス」と言う。

　そして今回、新世代の飛行マシンのモデルが開発されたようだ。

　鳥は空を飛ぶときに、翼を広げたり、閉じたりしながら、その形を変えている。ガチッとしたボディのドローンよりも機敏に飛び回れるのは、こうした可変翼があるおかげだ。

　アメリカ・スタンフォード大学の研究グループは、翼の開閉を制御するハトの関節を真似してみることにした。こうして誕生したのが「ハトボット（PigeonBot）」である。
・鳩の体の構造を参考に

　エンジニアで生物学者でもあるデビッド・レンティンク氏らは、既に死んでいる鳩の翼を参考に、ハトボットの開発にあたった。これを曲げたり伸ばしたりして、ハトが翼の形状をどのように変化させているのか分析した。

　そして、人間でいう”手首”と”指”の関節を曲げ伸ばしすることで、羽の方向を制御し、翼の形状を決めていることを突き止めた。

ハトなどの鳥は、飛行中に手首と指の関節を曲げることで、羽をたたんだり、広げたりと翼の形状を変化させる。こうした制御によって乱気流の中でも小回りを利かせることができる。

L. Matloff et al/Science 2020

　この知見に基づいて作られたのが、本物のハトの羽を植え込まれたハトボットだ。もちろん、その手首と指の部分は、ハトの死体観察から明らかになった可変翼機構を再現したものだ。

　レンティンク氏は、ハトボットによってこれまで不可能だった、鳥のような翼の制御が可能になったという。



Remote-controlled pigeons take to the skies | Science News

・動物実験を行うことなく鳥の体の仕組みを解明

　ハトボットを使えば、生きたハトを実験台にしなくても、鳥の飛行構造の仕組みを解き明かすことができる。

　たとえば、ペットとして2羽の鳥を飼育しているレンティンク氏は、鳩が旋回するとき、左右のどちらの指を曲げているのだろうか？ と、これまでずっと疑問に思っていたそうだ。

　そこで、実際にハトボットで試してみると、片方の指を曲げるだけでターンを決められることが分かったという。

　これは飛行する鳥が指だけで体をコントロールすることがある可能性を示す初めての科学的証拠でもある。


Lentink Lab/Stanford Univ.

・ハトの羽がバラバラにならないのはなぜか？

　また別の実験では、もう1つの謎も解明されている。それは翼を広げたときに羽がバラバラになることなく、まとまっているのはなぜか？ という疑問だ。

　実験では、ハトボットの翼を利用して、重なり合う羽を再現してみた。ここから明らかになったのは、翼を広げるとき、2枚の羽は最初は簡単にスライドするが、途中で互いに引っかかることだった。

　電子顕微鏡やエックス線顕微鏡で調べてみたところ、羽の上部から小さなフックのようなものが突き出ており、それがもう1枚の羽の下側に引っかかることが判明。レンティンク氏曰く「指向性のマジックテープ」が羽がまとまる秘密であることが分かったとのこと。

　実際、引っかからないよう羽を並べたハトボットを飛ばしてみると、羽と羽とに隙間が出来てしまい、安定性が低下することが確認されたそうだ。



　ハトボットは鳥の飛行能力を解き明かしてくれるだけでなく、新たなバイオミメティクスをもたらしてくれるかもしれない。未来のドローンは案外、鳥型が主流になったりするのかも。

　この研究は『Science Robotics』（1月16日付）に掲載された。

References:sciencenews / boingboing./ written by hiroching / edited by parumo