東京大学によって

日本の科学者は、透明な人工翼を昆虫に移植し、その根底にある折り畳み機構を観察することによって、てんとう虫がどのように羽 この研究の結果は、翼が飛行中にどのように強度と剛性を維持しながら、コンパクトな折り畳みと地上での保管のための弾性になるかを説明するのに役立ち、衛星アンテナから顕微鏡的な医療機器、傘やファンのような日常使用のための物品まで、幅広い展開可能な構造の革新的な設計のヒントを提供する。

てんとう虫は、翼をすばやく展開して折りたたむことができるため、歩行と飛行を簡単に切り替えることができる非常に可動性の昆虫です。 翼は堅くされたelytra、よく知られた点が付いているforewings、およびelytraによって覆われ、保護される飛行に使用する柔らかい膜のhindwingsから成っている。

これまでの研究では、腹部の上下運動や翼の複雑な折り紙のような折り目パターンが折り畳み過程で重要な役割を果たすことが示唆されていますが、 てんとう虫は翼の折り畳みの前にエリートラを閉じ、詳細なプロセスの観察を防ぎ、エリートラは折り畳みに不可欠な要素であるため、下にあるものを明らかにするために除去することもできない。

折りたたみ機構と構造を研究するために、日本の研究グループは、Coccinella septempunctataスポッティングてんとう虫から除去したelytronのシリコン印象を用いて、ネイルアートによく適用される紫外線硬化樹脂から透明な人工elytronを構築し、欠けている前翅を置き換えるために移植した。

東京大学生産技術研究所の斎藤和也助教を中心としたグループは、ハインドウイングの折りたたみと展開の動きを高速カメラで観察しました。 科学者たちは、てんとう虫が巧みに曲率が後翼静脈の特徴的な曲線形状に合ったelytronの端と下面を使用して、折り目線に沿って翼を折り畳むことを発見し、腹部の持ち上げ運動と一緒に、後翼を背側の収納スペースにこすり、引っ張ることをもたらした。

“てんとう虫がネイルアート樹脂で作られた人工elytronで翼を折ることができるかどうかはわかりませんでした”と齋藤氏は言います。 “だから私はそれができることを知ったとき、私は驚きました。”

さらに、研究者は、マイクロコンピュータ断層撮影（CT）スキャンを使用して、折り畳まれた翼と展開された翼の三次元（3D）形状、および後翼の剛性領域の曲げ点を調査し、飛行に必要な剛性と強度を生じさせる翼変形機構、および折り畳みを容易にする弾性を理解した。 彼らは、テープスプリングのような静脈の湾曲した形状—大工テープとしても知られている測定に使用される装置—が翼を支えるのに役立つことを明らかにした。 同様のテープばねのような構造は、拡張されたときに強くてしっかりしていますが、任意に曲げてコンパクトな形で保管することができます-衛星アンテナのような宇宙展開可能な構造の拡張ブームやヒンジに広く使用されています。

“複雑な折り畳みを達成するためのてんとう虫の技術は、特にロボット工学、力学、航空宇宙、機械工学の分野の研究者にとって、非常に魅力的で新

てんとう虫が、飛行のための強さと安定性で後翼を強化するという相反する要件をどのように達成できるかを理解することは、着陸後の折り畳みやコンパクトな保管のために柔軟にすることは、工学科学にとって重要な意味を持っています。