鳥のように飛べる飛行機、「ピジョンボット」で実現に一歩前進

【ワシントンＡＦＰ＝時事】形状を変化させられる翼のおかげで、飛行機よりも早い飛行や急角度での旋回、効率的な滑空ができる鳥。発明家たちは航空機時代が始まって以来、そんな鳥のように俊敏に飛ぶ飛行機の建造を目指してきたが、実現に一歩近づいた。（写真は飛行するピジョンボット。米スタンフォード大学、レンティンク研究室提供）
　米スタンフォード大学）の研究チームは１６日、普通のハトの死骸の翼を研究し、その成果を用いて本物の羽根４０枚で作られた翼を持つ無線操縦ロボット「ピジョンボット」を製作したと発表。研究成果をまとめた論文２本は、学術誌「サイエンス」と「サイエンス・ロボティクス」に掲載された。
　両論文の上席著者であるスタンフォード大のデービッド・レンティンク助教（機械工学）は、「航空宇宙エンジニアと材料技術者は、鳥と同じくらい巧みに変形する材料と翼をデザイン、製造、制御する方法について（ようやく）見直し始めることができる」と語った。
　研究チームが風洞実験でハトの翼を調べた結果、羽根の位置、翼の幅と面積の微調整を可能としているのは、手首と指の動きだと判明した。現生鳥類の翼には、３本の指がある。
　飛行試験では、手首と指を操作することで、安定した急旋回に成功した。研究チームによるとこの試験は、鳥類が主に指を使って飛行をコントロールしていることを初めて証明する証拠の一つになるという。
　研究チームは、鳥の翼の変形の仕組みも調査。面ファスナーのような働きをするかぎ状の微細構造によって隣り合う主翼羽をつなぎ合わせることで、翼が構成されていることを発見した。微細構造は翼を広げる時にはしっかり固定され、翼を畳む時には緩み、広げた翼を補強し、乱気流にも耐えられるようにしている。
　研究チームはハト以外の鳥類についても、ほとんどが微細構造を持っていることを確認。ただしフクロウは例外で、微細構造がないおかげで他の鳥よりも静かに飛ぶことができるという。
　レンティンク氏によると、微細構造はファッションから医療、航空宇宙科学まで幅広い分野に応用可能なので、研究チームの将来の研究分野として検討しているという。【翻訳編集ＡＦＰＢＢＮｅｗｓ】
〔ＡＦＰ＝時事〕（2020/01/20-12:31）

Since the dawn of the aviation era, inventors have strived to build aircraft that fly as nimbly as birds, whose morphable wings allow for faster, tighter turns and more efficient gliding.
That dream was a step closer to reality Thursday after researchers at Stanford University announced they had studied the wings of common pigeon cadavers, then used their findings to build a radio-controlled PigeonBot with wings made with 40 real feathers.
Aerospace and materials engineers can (now) start rethinking how they can design, manufacture and control materials and wings that morph as deftly as birds do, said David Lentink, an assistant professor of mechanical engineering at Stanford and the senior author of two papers describing the results in the journals Science and Science Robotics.
All four-limbed animals, including dinosaurs, evolved from an ancestor that had five digits at the end of its limbs, which became hands, paws, flippers, or wings over time.
Modern birds retained three digits, or fingers. By studying the pigeon wings in a wind tunnel, the researchers found that wrist and finger action provided fine control over feather placement, wing span, and area.
In flight tests, manipulation of the wrist and fingers initiated stable turn maneuvers at tight angles, which the researchers said provided some of the first evidence that birds primarily use these digits to steer in flight.
The teams also drilled into the mechanics of how birds morph their wings, finding that adjacent flight feathers stick together to form a continuous wing using a hook-like microstructure that acts like Velcro.
It locked together as the wing expanded, then slipped loose again as the wing contracted, strengthening the extended wing and making it resistant to turbulence.
And they found the structures were present in most other bird species except owls, which allowed them to fly more silently.
Lentink added that the Velcro-like structures, known by their technical name as lobate cilia, could have a wide range of fashion, medical and aerospace applications which he and colleagues were looking at as an area of future research.