उड़न उड़न

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Should I Throw Away Food Once A Fly Has Landed On It?

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इस पतझड़ में, मेरे कई जीवविज्ञानी सहयोगियों ने घरेलू मछलियों के लिए एक मूवी थियेटर बनाने की योजना बनाई है। वास्तव में, यह एक लघु IMAX थिएटर है – जो पैनोरमिक स्क्रीन से परिपूर्ण है – जिसके अंदर वे एक छोटा घूमने वाला पिंजरा रखेंगे, जिसका उपयोग अंतरिक्ष यात्री अंतरिक्ष में घूमने के लिए करते हैं। अगले वर्ष किसी समय, वे पिंजरों में मक्खियाँ फँसाएँगे और फिल्म दिखाएँगे।

निष्क्रिय शिक्षाविदों के लिए एक आरामदायक शगल? मुश्किल से। सामान्य घरेलू मक्खी एक अत्यधिक कुशल मक्खी है, जो किसी भी प्रजाति, कीट या अन्य में से सर्वश्रेष्ठ होती है। इसके अलावा, इसके उड़ान नियंत्रण आदेश इसके मस्तिष्क में केवल कुछ सौ न्यूरॉन्स से उत्पन्न होते हैं, जो आपके टोस्टर में मिलने वाली कंप्यूटिंग शक्ति से बहुत कम है।

इंग्लैंड में मेरे सहकर्मी – कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में होल्गर क्रैप और साइमन लॉफलिन और ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में ग्राहम टेलर और रिचर्ड बॉम्फ्रे – और मैं रहस्य जानना चाहता हूं। एक मक्खी के आकार का उड़ान सिम्युलेटर उड़ान के जड़त्वीय प्रभावों को पुन: उत्पन्न करेगा। फिल्म में उड़ान के दौरान मनोरम दृश्य दिखाए गए हैं। मक्खी के मस्तिष्क में इलेक्ट्रोड डालकर, जीवविज्ञानी यह देख पाएंगे कि इन दृश्यों के जवाब में उसके न्यूरॉन्स कैसे चमकते हैं। एक अर्थ में, हम वही देखते हैं जो मक्खी देखती है।

What Can You Do In Your Home To Get Rid Of Drain Flies?

हमारा लक्ष्य कीट के नजरिए से उड़ान नियंत्रण को समझना है। हमने अब तक जो सीखा है, और जो हम प्रयोगों से पुष्टि करने की उम्मीद करते हैं, उससे पता चलता है कि मक्खी एक उड़ान नियंत्रण प्रतिमान का उपयोग करती है जो लड़ाकू जेट से पूरी तरह से अलग है। तो F-35 ज्वाइंट स्ट्राइक फाइटर, दुनिया का सबसे उन्नत फाइटर जेट, कुछ माप लेता है – एयरस्पीड, चढ़ने की दर, रोटेशन, आदि – और फिर उन्हें जटिल समीकरणों में प्लग करता है, जिन्हें वास्तविक समय में हल किया जाना चाहिए। , मक्खी विभिन्न सेंसरों से कई मापों पर निर्भर करती है लेकिन अपेक्षाकृत कम गणना करती है।

और फिर भी मक्खी कम गति पर किसी भी मानव निर्मित जहाज से आगे निकल सकती है। एक कमरे को प्रभावित करते हुए, घर गुरुत्वाकर्षण की दोगुनी गति से 10 किलोमीटर प्रति घंटे की गति तक पहुँच जाता है। मुड़ते समय, यह और भी प्रभावशाली होता है: मक्खी प्रति सेकंड छह पूर्ण मोड़ बना सकती है, और एक सेकंड के केवल दो-सौवें हिस्से में अपनी शीर्ष कोणीय गति तक पहुंच सकती है। यह सीधे ऊपर, नीचे या पीछे की ओर उड़ सकता है, और छत पर उल्टा उतरने के लिए कलाबाजी मार सकता है। यदि यह किसी खिड़की या दीवार से टकराता है, जैसा कि यह आमतौर पर होता है, तो मक्खी अपनी लिफ्ट खो देगी और गिरना शुरू कर देगी। लेकिन इसके पंख फड़फड़ाना जारी रखते हैं, और कुछ माइक्रोसेकंड के भीतर मक्खी अपनी लिफ्ट वापस पा लेती है और विपरीत दिशा में उड़ सकती है।

मेरा मानना ​​है कि मक्खी की उड़ान नियंत्रण योजना की खोज से सूक्ष्म हवाई वाहनों (एमएवी) के डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण सबक मिलेंगे, जो कीड़ों की उड़ान का अनुमान लगाने का प्रयास करते हैं, और सामान्य रूप से उच्च प्रदर्शन वाले विमानों के लिए।

कीट उड़ान कम से कम आधी सदी से अकादमिक रुचि का विषय रही है, लेकिन इसका अनुकरण करने के गंभीर प्रयास हाल ही में हुए हैं। इस क्षेत्र को 1996 में एक बड़ा बढ़ावा मिला, जब अमेरिकी रक्षा उन्नत अनुसंधान परियोजना एजेंसी (डीएआरपीए), आर्लिंगटन, वीए में सैन्य निगरानी और 15 से कम के फ़्लायर के निर्माण के उद्देश्य से तीन साल का एमएवी कार्यक्रम शुरू किया गया था। लंबाई में सेंटीमीटर. रिकोनिसेंस ने कुछ फिक्स्ड-विंग डिज़ाइनों का सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया, विशेष रूप से ब्लैक विडो, जिसे मोन्रोविया, कैलिफ़ोर्निया के एयरोएन्वायरमेंट इंक द्वारा विकसित किया गया था। से। ब्लैक विडो में प्रोपेलर, जीपीएस नेविगेशन और अच्छे उड़ान नियंत्रण थे। कई रोटरी-प्रकार के एमएवी भी सामने रखे गए। लेकिन कोई भी कीड़ों जैसी फड़फड़ाती पंख संरचना को जमीन से बाहर निकालने में सक्षम नहीं हो पाया है।

To Discover The Point Of Sleep, Scientists Breed Flies That Nod Off On Demand

DARPA कार्यक्रम से प्रेरित होकर, मैंने 1998 में क्रैनफील्ड यूनिवर्सिटी, रॉयल मिलिट्री कॉलेज ऑफ साइंस, श्रीवेनहम, इंग्लैंड में MAV पर अपना शोध शुरू किया। मेरा मुख्य लक्ष्य एक टोही रोबोट बनाना था जो इमारतों, सीढ़ियों और सुरंगों सहित सीमित स्थानों में स्वायत्त रूप से घुसने और पैंतरेबाज़ी करने में सक्षम हो।

ऐसे वाहन के कई सैन्य उपयोग होते हैं। युद्ध में फंसा एक सैनिक अपने बैग से कुछ एमएवी निकाल सकता है और उन्हें पास की इमारतों के अंदर की तलाशी के लिए हवा में उछाल सकता है। वीडियो कैमरों से लैस, छोटे फ़्लायर्स गुप्त रूप से छिपे हुए दुश्मनों, मारे गए साथियों या घबराए हुए नागरिकों का पता लगा सकते हैं। एमएवी को बम का पता लगाने और बम परिनियोजन में समान अनुप्रयोग मिल सकते हैं – अमेरिकी वायु सेना, एक कंप्यूटर को बाहर निकालने के लिए छोटे बमों को सटीक रूप से वितरित करने के लिए एमएवी का उपयोग करने में रुचि रखती है।

नागरिक क्षेत्र में, एमएवी का उपयोग तथाकथित सुस्त, गंदे या खतरनाक वातावरण की जांच करने के लिए किया जा सकता है जहां मनुष्य नहीं जा सकते हैं या नहीं जाना चाहिए। जीवित बचे लोगों की तलाश में ढही हुई खदान में कौन भागना चाहता है? या क्रॉल स्थानों के माध्यम से या नियमित निरीक्षण करते हुए चिमनी के नीचे रेंगना? एक रोबोटिक एमएवी आसानी से और जल्दी से प्रारंभिक टोही को पूरा कर सकता है और फिर संकेत दे सकता है कि किसी मानवीय हस्तक्षेप की आवश्यकता है या नहीं।

हालाँकि, घर के अंदर उड़ना मुश्किल है। एमएवी को दीवारों, छतों और अन्य वस्तुओं से टकराए बिना कम गति पर आसानी से उड़ना चाहिए; निरंतर समयावधि तक घुमाएँ; ऊर्ध्वाधर अवतरण और अवतरण; और कम बिजली का उपयोग करें. फिक्स्ड-विंग फ़्लायर्स इस कार्य के लिए तैयार नहीं हैं क्योंकि वे मुड़ नहीं सकते हैं और लिफ्ट उत्पन्न करने के लिए उन्हें अपेक्षाकृत तेज़ी से उड़ना पड़ता है। रोटरी-विंग एमएवी चल सकते हैं, लेकिन इसके लिए बहुत अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है। न ही वे दीवारों के पार उड़ सकते हैं: रोटर द्वारा नीचे धकेली गई हवा दीवार से उछलती है और रोटर के माध्यम से हवा के नीचे की ओर प्रवाह को बाधित करती है, जिसके आमतौर पर विनाशकारी परिणाम होते हैं।

How Long Do Flies Live?

दूसरी ओर, कीड़े उड़ान में 300 मिलियन से अधिक वर्षों के विकासवादी अनुभव की परिणति हैं। वे मंडरा सकते हैं, धीरे-धीरे उड़ सकते हैं, हवाई पैंतरेबाज़ी कर सकते हैं, और यह सब अविश्वसनीय रूप से शक्ति-कुशल तरीके से कर सकते हैं। गति में 100 मिलीग्राम की मक्खी प्रति सेकंड केवल 3 जूल का उपयोग करती है। चने के बदले चने, एक विमान दोगुने से अधिक बिजली का उपयोग करता है, एक हेलीकाप्टर पांच गुना ज्यादा।

मक्खियों को ध्यान में रखते हुए, मैंने पिछले सात साल कीड़ों की उड़ान को उलटने, जीवविज्ञानियों और इंजीनियरों के साथ सहयोग करने, कीड़ों के व्यवहार और पंख फड़फड़ाने के वायुगतिकी का विश्लेषण करने और इलेक्ट्रोमैकेनिकल फड़फड़ाने के तंत्र को डिजाइन करने में बिताए।

केवल एक अन्य समूह ने कीट-जैसे एमएवी को डिजाइन और बनाने के लिए निरंतर प्रयास किए हैं। 2001 में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और कंप्यूटर विज्ञान के प्रोफेसर रोनाल्ड फियरिंग के नेतृत्व में एक टीम ने, कीट उड़ान पर एक प्रमुख अमेरिकी विशेषज्ञ माइकल डिकिंसन के साथ काम करते हुए, 25-मिलीमीटर प्रमाण तैयार किया। एमईएमएस प्रौद्योगिकी पर आधारित सिद्धांत का प्रदर्शनकर्ता।

लेकिन न तो बर्कले समूह और न ही यूनाइटेड किंगडम में हमने कोई उड़ने वाला प्रोटोटाइप बनाया है। कई कारक हमें रोक रहे हैं, जिनमें वजन में कमी और बेहतर शक्ति स्रोत शामिल हैं, लेकिन मुख्य समस्या उड़ान नियंत्रण है। “कुछ उड़ना” काफी अच्छा नहीं है: यदि आप एक ईंट फेंकते हैं, तो वह उड़ जाएगी, कम से कम थोड़ी देर के लिए, लेकिन क्या? कीट उड़ान का एक बड़ा आकर्षण इसकी अत्यधिक चपलता है, और यह अद्भुत क्षमता केवल उचित उड़ान नियंत्रण के माध्यम से ही प्राप्त की जा सकती है। कीड़ों की गतिशीलता के रहस्यों को जानने के लिए सबसे पहले कीड़ों के फड़फड़ाने की अंतर्निहित वायुगतिकी और यांत्रिकी को समझने की आवश्यकता है।

Large Crane Flies (family Tipulidae) · Inaturalist

उड़ान नियंत्रण राइट बंधुओं के पास है। आजकल, यह लॉकहीड मार्टिन कॉर्पोरेशन के नवीनतम F-35 जैसे आधुनिक लड़ाकू विमानों में एपोथोसिस तक पहुंच गया है, जिसमें शॉर्ट टेकऑफ़ और वर्टिकल लैंडिंग में सक्षम एक प्रभावी संस्करण शामिल है। लेकिन एफ-35 के लिए उड़ान को नियंत्रित करने वाले नियमों के लिए लगभग 1.1 मिलियन लाइनों के कोड की आवश्यकता होती है; यह हथियार लक्ष्यीकरण, संचार और मिशन नियंत्रण जैसे कार्यों के लिए अन्य 4.5 मिलियन लाइनों का उपयोग करता है। फ़्लाइट सॉफ़्टवेयर शूबॉक्स आकार के तीन कंप्यूटरों पर चलता है, जिनमें से प्रत्येक में पावरपीसी प्रोसेसर की एक जोड़ी होती है। एमएवी के पास ऐसे ऑनबोर्ड कंप्यूटरों को समायोजित करने के लिए जगह या कूलिंग पंखे नहीं होते हैं।

बेशक, कीड़े भी नहीं। अध्ययनों से पता चलता है कि एक मक्खी की उड़ान नियंत्रण आदेश उसके मस्तिष्क में कुछ सौ न्यूरॉन्स (मस्तिष्क में कुल 338,000 न्यूरॉन्स में से) से उत्पन्न होते हैं। एक न्यूरॉन को मस्तिष्क की सबसे छोटी कम्प्यूटेशनल इकाई के रूप में माना जा सकता है, प्रत्येक एक स्विचिंग ट्रांजिस्टर की तरह, इसकी बाइनरी ऑन-ऑफ स्थिति के साथ। बेशक फिर उड़ जाता है

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