В отличие от других насекомых, которые зависают в воздухе плавно, бабочки делают это будто бы случайно. Но именно эта странная манера полета может помочь инженерам создать крошечных летающих роботов с машущими крыльями.

Ученые из Университета Бэйхан решили разобраться, как бабочкам удается зависать в воздухе, несмотря на кажущуюся неустойчивость. Они снимали полет диких капустниц на высокоскоростные камеры, а затем анализировали движения с помощью нейросети — чтобы не ставить метки на крылья и не мешать естественному полету.

Результаты опубликованы в издании Physics of Fluids.

Оказалось, главный секрет — в том, как бабочка наклоняет тело. Она постоянно меняет угол наклона, подстраивая аэродинамические силы так, чтобы взмахи крыльев создавали нужную подъемную силу. Кроме того, она регулирует угол атаки крыльев, компенсируя гравитацию.

Почему это важно

• Легкие крылья бабочек работают на низких частотах — это снижает шум и энергопотребление.
• Их маневренность позволяет двигаться в узких пространствах, где дроны с винтами бесполезны.

Представьте дроны, которые бесшумно летают среди деревьев, помогают в поисковых операциях или даже опыляют растения в теплицах, не пугая животных, — говорит Яньлай Чжан, один из авторов исследования.

Такие работы — золотая жила для бионики. Бабочки миллионы лет эволюции отрабатывали энергоэффективный полет, и теперь мы можем:

• Создать дроны, которые не пугают дикую природу (например, для съемки в заповедниках).
• Уменьшить шум малых БПЛА — критично для военных и спасательных миссий.
• Упростить конструкцию — крылья бабочек проще, чем винты или жесткие крылья.

Следует отметить, что исследование сфокусировано на одном виде бабочек — капустницах. Но у других видов (например, бражников) механика полета может отличаться. Хорошо бы проверить, насколько универсальны выводы.

Ранее ученые пришли к выводу, что бабочкам приходится выбирать между созданием потомства и красотой. Совсем как людям.