A madarak repülésének megértése mindig problémákat vetett fel. Az állatok szárnyai ugyanis többféle tollból tevődnek össze, a tollak folyamatos interakcióban állnak egymással, és ez az interakció-sorozat biztosítja a szárnyak repülés közbeni állandó változását.

David Lentink, a Stanford Egyetem kutatója és munkatársai halott galamb szárnyait vizsgálták: mindegyik szárny 40 tollból állt össze – 20 a felső, 20 az alsó részen. Hiába próbálnánk helyettesíteni őket, egyetlen szintetikus anyag sem rendelkezik azokkal a tulajdonságokkal, mint az eredetiek.

A szárnyakra egy-egy markert szereltek, és így pontosan tudták mérni a toll- és a csontmozgások közötti kapcsolatot. Semmi mást nem kellett tenniük hozzá, csak fel-alámozgatni a szárnyakat.

Rájöttek, hogy a kar csuklószerű hajlatának szöge határozza meg a repülő tollak szögeit, és a madarak ezért képesek szárnyaik formáját anélkül megváltoztatni, hogy minden egyes tollat kontrollálniuk kellene. Ez a tény csökkenti a szárnyak modellezéséhez szükséges változók (szabadságfokok) számát.

„Felhagytunk az ötlettel, hogy minden szabadságfokot kontrolláljunk. A jövő repülői profitálhatnak ebből az észrevételből, és talán nem csapkodnak majd a szárnyaikkal, hanem alakot váltanak” – magyarázza Lentink.

A kutatók hosszas előtanulmányaikat az eredeti madár repülését utánozni hivatott GalambBot (PigeonBot) fejlesztéséhez használták fel. A gépet légcsavar hajtja, a csuklószerű hajlat és a szárnyakon levő tollak távirányíthatók. Óránkénti 40 kilométeres átlagsebessége csak egy kicsit lassabb, mint bármelyik közönséges galambé.

Lentink és társai arra is rájöttek, hogy ez a fajta repülés csak azért lehetséges, mert bizonyos molekulák be vannak ágyazva a tollakba. Egyik sem hosszabb 10 mikrométernél, viszont biztosítják, hogy a tollak egyrészt elváljanak, másrészt ne keveredjenek túl messzire egymástól.

E folyamatok eredményeként egy-egy tollat sokkal kisebb mértékben kell irányítani, és a repülés így is pontos marad.

A bot valódi galambtollat használ. Az ok egyszerű: szintetikus anyagokkal pótolhatatlanok – könnyűek, de erősek, pont alkalmasak az aerodinamikus terhelésre, és nem utolsósorban, javításuk nagyon egyszerű.