นกฮูกหรือนกเค้าแมว หนึ่งในนักล่าตัวฉกาจที่สามารถโจมตีเหยื่อได้เงียบที่สุดในโลก ซึ่งเบื้องหลังของพฤติกรรมลึกลับของสัตว์ชนิดนี้อยู่ที่โครงสร้างพิเศษของปีกที่ทำให้บินได้อย่างไร้เสียง และเคลื่อนไหวผ่านอากาศได้โดยที่ไม่ทำให้เกิดกระแสลม  จากคุณสมบัตินี้เองได้เป็นแรงบันดาลใจให้นักวิทยาศาสตร์พัฒนานวัตกรรมที่เงียบสงัดสำหรับการสร้างพลังงานสะอาดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

ภาพที่ 1 นกฮูก
ที่มา dannymoore1973/Pixabay

          โครงสร้างที่ซับซ้อนของปีกในการทำให้อากาศไหลผ่านอย่างนุ่มนวลและช่วยกระจายเสียงเพื่อไม่ให้เหยื่อได้ยินเสียงจากการโจมตีนั้นเกี่ยวข้องกับลักษณะสำคัญได้แก่ ความยืดหยุ่นของขนแข็งที่มีลักษณะเป็นซี่หวีบริเวณขอบหน้าและขอบหลังของปีก และขนอ่อนนุ่มที่ปกคลุมบริเวณด้านบน  และด้วยลักษณะข้างต้นศาตราจารย์  Hao Liu และทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัย Chiba ประเทศญี่ปุ่นจึงได้สร้างแบบจำลองของปีกขึ้นสำหรับการทดลองเพื่อทำความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับคุณสมบัตินี้ต่อแรงทางอากาศพลศาสตร์และการลดลงของเสียงรบกวน

ภาพที่ 2 คุณลักษณะที่สำคัญที่ช่วยลดเสียงรบกวนบนปีกของนกเค้าแมว 
ที่มา J. W. Jaworski, I. Clark

          ทีมนักวิจัยพบว่า  ขนแข็งที่มีลักษณะเป็นรอยหยักบริเวณขอบด้านหน้าของปีกนกฮูกควบคุมการเปลี่ยนแปลงระหว่างการไหลของอากาศที่แปรปรวนและทิศทางลม จึงได้สร้างแบบจำลองของปีกที่ทั้งมีและไม่มีลักษณะของรอยหยักดังกล่าวเพื่อทำการทดสอบในการจำลองการไหลของอากาศขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นมาตรฐานแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการศึกษาการไหลของอากาศ รวมทั้งในอุโมงค์ลม (low-speed wind tunnel) ที่ใช้การวัดความเร็วของอนุภาคจากภาพถ่าย (PIV; Particle image velocimetry) และการวัดแรงในรูปแบบอื่นๆ ที่เป็นมาตรฐาน

          ผลการทดลองปรากฏว่า แบบจำลองที่มีการเลียนแบบลักษณะของปีกส่วนหน้าของนกเค้าแมวสามารถควบคุมการเปลี่ยนแปลงระหว่างการไหลของอากาศที่คงที่และการไหลของอากาศที่แปรปรวนที่ไหลผ่านพื้นผิวด้านบนของปีกในบริเวณของมุมปะทะ (AOA; angles of attack) โดยเมื่อมุมปะทะกับอากาศมากว่า 15 องศา รอยหยักบริเวณด้านหน้าของปีกจะช่วยให้การปะทะของปีกกับการไหลของอากาศที่ไม่สม่ำเสมอและทิศทางลมเป็นไปอย่างราบรื่น เป็นผลให้เกิดเสียงที่เบาลงและมีประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์ที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตามมุมที่น้อยกว่า 15 องศา จะลดประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์ลงและก่อให้เกิดเสียงรบกวนตามมา

ภาพที่ 3 มุมปะทะ
ที่มา en.wikipedia.org/

          สำหรับการนำแนวคิดนี้ไปใช้กับกังหันลมในฟาร์มลมขนาดใหญ่ ปีกเครื่องบิน หรือสิ่งอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องยังคงเป็นเรื่องที่ยังต้องมีการปรับปรุงและพัฒนาต่อไป แต่ด้วยพื้นฐานของเทคโนโลยีรูปแบบใหม่นี้อาจช่วยลดข้อโต้แย้งในเรื่องของเสียงรบกวนในชุมชนท้องถิ่นลงได้ หากต้องมีการสร้างฟาร์มลมในพื้นที่ที่ไม่ใช่พื้นที่นอกชายฝั่ง

แหล่งที่มา

Owl Wings Could Teach Us to Make Quieter Turbines And Aircraft. สืบค้นวันที่ 21 กันยายน 2560. จาก 
         https://www.sciencealert.com/how-owl-wings-could-teach-us-how-to-make-quieter-turbines-and-aircraft

Windpower's Future Rides On The Wings Of Owls And Dragonflies. สืบค้นวันที่ 21 กันยายน 2560. จาก
         http://www.iflscience.com/physics/windpowers-future-rides-on-the-wings-of-owls-and-dragonflies/

Coating Inspired By Owl Wings Quiets Wind Turbines. สืบค้นวันที่ 21 กันยายน 2560. จาก
         https://www.popsci.com/future-silent-owl-wing-inspired-wind-turbines

Silent Owl Wings. สืบค้นวันที่ 21 กันยายน 2560. จาก
         https://www.eurekalert.org/multimedia/pub/64901.php

Angle of attack. สืบค้นวันที่ 21 กันยายน 2560. จาก 
         https://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attack