I tripidi sono piccoli insetti lunghi 2 millimetri, circa finché quattro capelli umani sono spessi. I tripidi sono noti per la loro sgradita capacità di divorare piante da giardino e, ultimamente, per informare la progettazione della microrobotica.

A differenza degli insetti più grandi, uccelli, e aeroplani, i tripidi non si affidano alla portanza per volare. Anziché, i minuscoli insetti si affidano a un meccanismo di volo basato sulla resistenza, mantenendosi a galla alle velocità del flusso d'aria con un ampio rapporto tra forza e dimensione dell'ala. Il vento è proporzionalmente più forte quando sei un minuscolo insetto con ali che misurano sulla microscala.

Il vortice all'avanguardia è notevolmente disinnescato a una dimensione così piccola, quindi è possibile generare una forza di sollevamento ridotta. L'autore Yonggang Jiang ha spiegato che la causa di ciò è il bassissimo numero di Reynolds, che è un rapporto tra le forze inerziali e viscose in un fluido, come l'aria.

Mentre studi basati su modelli hanno confermato un meccanismo basato sulla resistenza per piccoli insetti, i modelli non sono biologicamente fedeli. L'ala di un tripide può avere tra 45 e 120 setole simili a peli che si estendono dalla membrana dell'ala.

Nonostante la crescente precisione dei sistemi microelettromeccanici, studi precedenti rischiavano calcoli imprecisi della forza di resistenza, perché non includevano la lunghezza, angolo o numero di setole.

In uno studio pubblicato questa settimana su Rivista di fisica applicata , i ricercatori hanno eseguito il primo test della forza di resistenza sull'ala di un vero tripide con un flusso d'aria costante in una galleria del vento da banco. Attingendo dall'esperienza in microfabbricazione e nanomeccanica, Jiang ha creato un esperimento in cui l'ala di un tripide è stata incollata a un microcantilever auto-rilevante che utilizza piezoresistori per effettuare misurazioni di tensione utilizzate per calcolare la forza di resistenza sull'ala.

Lo studio è servito a quantificare le caratteristiche aerodinamiche delle ali, esaminando da vicino quanta aria fuoriesce attraverso l'ala a setole e come la perdita del flusso d'aria influisce sulla forza di resistenza per unità di area. Il design a setole naturali potrebbe essere utile nella progettazione di piccoli robot volanti o nuotatori, Jiang ha detto, così come sensori di flusso e sensori di gas, in cui una struttura a setole potrebbe aumentare la sensibilità.

Gli autori intendono esplorare ulteriormente l'utilizzo di un microcantilever per studiare il meccanismo di volo del tripide e la cinematica dell'ala, compreso l'angolo di attacco, i vari angoli in cui un tripide può posizionare la sua ala, e come ciò influisca sulla forza di resistenza in volo.