Pterosauri: antiche soluzioni per moderni problemi di volo

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16 Aprile 2020

I pterosauri ispirano moderni ingegneri per migliorare il volo artificiale: dalla maggiore stabilità aerea fino alla capacità dei droni di auto-lanciarsi, dalla preistoria potrebbero arrivare idee futuristiche.

I pterosauri sono stati, per quanto ne sappiamo, gli animali più grandi di sempre a volare.

Hanno sorvolato i cieli per 160 milioni di anni, molto più a lungo di qualsiasi specie di uccello moderno.

Nonostante la loro eccellenza naturale nell’aeronautica, questi antichi volatili sono stati in gran parte trascurati nel perseguimento di tecnologie di volo bioispirate.

Dai pterosauri antiche soluzioni per moderni problemi di volo

Un gruppo di ricercatori ha recentemente pubblicato sulla rivista Trends in Ecology and Evolution, perché e come la fisiologia dei volatili fossili potrebbe fornire antiche soluzioni ai moderni problemi di volo, come la stabilità aerea e la capacità dei droni di auto-lanciarsi.

C’è un sacco di roba davvero interessante nella documentazione fossile che non viene esplorata perché gli ingegneri generalmente non guardano alla paleontologia quando pensano all’ispirazione per il volo

afferma il primo autore Liz Martin-Silverstone, un ricercatore post-doc e paleontologo presso l’Università di Bristol.

Se ci “bio-ispiriamo” solo guardando gli animali moderni facciamo un grave errore perché trascuriamo tantissime possibili morfologie e ignoriamo molte opzioni che penso possano essere utili

In precedenza, gli ingegneri si sono ampiamente concentrati sulla fisiologia degli uccelli e degli insetti moderni durante la progettazione di tecnologie aeronautiche come droni e aerei. Non pensare di esaminare fossili nasce dal fatto che, per loro natura, sono spesso incompleti.

Tuttavia, Martin-Silverstone afferma che

Ci sono due o tre fossili di pterosauro incredibilmente ben conservati che permettono di vedere i diversi strati all’interno della membrana dell’ala, dandoci un’idea dei suoi componenti fibrosi. Inoltre, alcuni fossili sono abbastanza conservati da mostrare come le ali si attacchino sotto l’anca.

Pur non conoscendo esattamente la forma dell’ala, sapendo come si attacchi all’anca si può modellare l’efficacia delle diverse forme dell’ala e determinare quale avrebbe funzionato meglio in condizioni naturali.

L’analisi della morfologia e la meccanica di volo di queste antiche creature ha rivelato nuove tattiche che non esistono nei volatili moderni.

Uno degli esempi di come l’analisi della morfologia e la meccanica di volo di queste antiche creature abbia rivelato nuove tattiche che non sono visibili nei moderni animali è per il lancio in volo.

Il lancio in volo avviene per molti uccelli compiendo semplicemente un salto. Tuttavia, gli uccelli più grandi prima di saltare hanno bisogno di correre per guadagnare abbastanza slancio per il decollo.

I pterosauri potevano pesare fino a 300 chilogrammi e pertanto potrebbero aver avuto una differente tecnica per lanciarsi in volo

I pterosauri, d’altra parte, potrebbero aver sviluppato un metodo differente per lanciarsi da una posizione stazionaria considerando che alcuni esemplari arrivavano a pesare quasi 300 chilogrammi.

Un’ipotesi, proposta dal co-autore Mike Habib del Dinosaur Institute presso il Museo di Storia Naturale della Contea di Los Angeles, suggerisce che la membrana dell’ala e i robusti attaccamenti muscolari nelle ali potevano forse permettere agli pterosauri di effettuare un potente salto facendo forza dai loro gomiti e polsi, riuscendo così a guadagnare un’altezza sufficiente per librarsi in volo.

Oggi abbiamo problemi simili quando vogliamo lanciare in aria droni che hanno bisogno di una superficie piatta per decollare. La fisiologia unica del lancio in volo dei pterosauri potrebbe essere in grado di aiutare a risolvere alcuni di questi problemi.

afferma Martin-Silverstone.

I pterosauri possono anche fornire spunti su come prevenire l’instabilità del volo

I ptesauri saranno anche di ispirazione per nuove idee sulla stabilità e sulla creazione di tute di volo. Infatti dovevano per forza aver avuto una strategia poiché le grandi ali che possedevano sarebbero state grandemente instabili in presenza di un forte vento.

Finora abbiamo lottato per progettare tute di volo che possono resistere alle pressioni del volo. Ma se capiamo come hanno fatto i pterosauri, comprendendo meglio come era strutturata la loro membrana alare, allora possiamo prendere spunto da loro per rispondere a domande di ingegneria moderna

afferma Martin-Silverstone.

Questi elementi fisiologici unici non si limitano ai pterosauri.

Altri antichi volatili, come Microraptor, avevano 4 ali, mentre il dinosauro Yi qi, scoperto da non molti anni, era una via di mezzo tra un uccello e un pipistrello con caratteristiche corporee mai più ripetute dopo la loro estinzione.

Rappresentazione del Microraptor. Credit: Dinopedia Rappresentazione del Yi Qi. Credit: Dinopedia

 

Pertanto, gli autori sostengono che molte strategie di volo restano da esplorare adeguatamente e, in particolare,  se uniamo le nostre conoscenze sui volatili sia vivi che estinti, avremo maggiori possibilità di superare gli ostacoli che emergono nelle strategia di volo artificiale. I paleontologi devono lavorare a fianco di ingegneri e biologi per “bioispirare” anche con idee dal passato.

 

 

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giovedì 16 aprile 2020 - 15:00
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