21 January 2022, 2:00

Ученые выяснили, в чем секрет высшего пилотажа крошечных жуков

Ученые выяснили, в чем секрет высшего пилотажа крошечных жуков
Кадры видеозаписи полёта жука-перокрылки Paratuposa placentis (верхний ряд), трёхмерная компьютерная реконструкция движения крыльев (средний ряд) и визуализация завихрений потоков воздуха (нижний ряд)

В природе есть такое правило: скорость полета тем выше, чем больше размеры тела. Однако недавние исследования жуков-перокрылок, размеры которых сопоставимы с размерами некоторых простейших, показывают, что они летают едва ли медленнее своих более крупных собратьев.

В новой работе команда исследователей под руководством специалистов кафедры энтомологии биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова выяснила, почему микроскопические жуки оказались такими хорошими летчиками. Авторы запускали представителей вида Paratuposa placentis в специальный бокс и снимали их при помощи высокоскоростных камер. На основе полученных материалов были созданы трехмерные реконструкции полета и произведены аэродинамические расчеты. Также исследователи изучили крылья жуков под микроскопом. Оказалось, что их летные характеристики обусловлены двумя основными факторами, о которых рассказывает первый автор статьи, младший научный сотрудник кафедры энтомологии биологического факультета МГУ Сергей Фарисенков:

Понимание того, как летают уникальные миниатюрные насекомые, позволит также лучше разобраться в особенностях их экологии.

«Кроме того, принципы машущего полета насекомых уже используются инженерами при проектировании экспериментальных беспилотных летательных аппаратов. Миниатюризация — распространенный тренд не только в эволюции некоторых групп животных, но и в развитии технологий, поэтому в отдаленном будущем знания о полете микронасекомых могут помочь в создании различных рукотворных устройств», — прокомментировал исследование его руководитель, заведующий кафедрой энтомологии биологического факультета МГУ Алексей Полилов.

Source:  Пресс-служба МГУ

News article publications

Read also

Микроволновые разряды помогут управлять сверхзвуковыми летательными аппаратами
Физики и механики разработали теоретическую модель, описывающую процесс формирования нитевидных микроволновых разрядов в газах. В этом случае газ нагревается до температур порядка 830°С и выше, и в нем формируется большое количество заряженных и возбужденных частиц. Это явление можно использовать в аэродинамике и космонавтике, чтобы воздействовать на потоки газа вблизи летательных аппаратов и тем самым управлять полетом, поскольку эти структуры влияют на скорость и траекторию движения аппарата.
Cosmonautics
Mathematical modeling
Plasma Physics
Space
22 March 2024
Цифровые астроциты улучшили память нейросети на 20%
Ученые разработали первую в мире нейронную сеть, полностью построенную на принципах взаимодействия клеток реального головного мозга. Так, модель воспроизводит передачу сигналов не только между нервными клетками, но и между нейронами и астроцитами — вспомогательными клетками мозга. Эксперименты показали, что «подключение» астроцитов в работу нейросети улучшает ее способность «запоминать», то есть воспроизводить ранее полученную информацию, на 20%.
Cognitive Sciences
Mathematical modeling
Neural networks
30 January 2024
Микробы в вечной мерзлоте могут помешать резкому потеплению климата
Ученые выяснили, что высокое разнообразие микроорганизмов, населяющих зону вечной мерзлоты, может значительно снизить скорость потепления атмосферы у поверхности Земли. По мере таяния многолетнемерзлых грунтов микробы начинают выделять метан и, если видов бактерий мало, в определенный момент произойдет массовый выброс этого парникового газа. Высокое же видовое богатство приведет к меньшему — в масштабе нескольких градусов — нагреву воздуха планеты.
Geology
Mathematical modeling
Microbiology
13 December 2023
Новый геометрический метод позволит детальнее исследовать структуру кристаллов
Ученые разработали метод для наглядного анализа сложных кристаллических структур. Он заключается в том, чтобы представлять молекулы в виде многогранников — полиэдров, — по площадям граней которых можно количественно оценивать связи между атомами. Точные данные о строении кристаллов будут полезны для создания материалов с управляемыми свойствами, которые используются, в частности, для легких органических устройств. Например, уже сегодня предложены сенсоры движения воздуха, созданные на основе молекулярных кристаллов.
Crystallography
Mathematical modeling
Mathematics
14 October 2023
Математическая модель ускорит проектирование теплозащиты космических аппаратов
Российские ученые разработали математическую модель, описывающую поведение разреженных газов и плазмы вблизи поверхности твердого тела. Эта модель поможет при проектировании космических аппаратов и микроустройств, используемых, например, в электронике.
Engineering
Mathematical modeling
Space
10 September 2023
Учёные разработали модель растворителей для магний-ионных аккумуляторов
Физики из МФТИ и ОИВТ РАН показали, как корректно рассчитывать эффективность аккумуляторов из новых материалов методом компьютерного моделирования. Они предложили теоретическую модель взаимодействия проводящих ионов с окружающим растворителем и электродом. Методику можно использовать для поиска оптимальных растворителей и точного расчета характеристик аккумуляторов.
Electrochemistry
Mathematical modeling
Quantum Chemistry
31 August 2023