大自然通常是所有人最好的工程师。对于研究地球大气层的科学家来说，解锁某些小型空中蜘蛛的秘密可以帮助将研究推向新的高度。
大自然通常是所有人最好的工程师。对于研究地球大气层的科学家来说，解锁某些小型空中蜘蛛的秘密可以帮助将研究推向新的高度。
航空工程师使用各种技术将物体保持在空中。他们可以使用翅膀产生升降机的飞机，也可以使用自身向下推力的无人机。但是，这些设备需要燃料，没有一个设备可以在空中停留太长时间。
这些设计也很不适合将较小的物体运送到更高的高度。对于大气科学家来说，这尤其是一个问题。他们通常需要部署温度或化学传感器，以详细介绍大气的高度变化特性。一对研究人员向自然界寻求解决方案。
气球蜘蛛
并非所有动物都需要翅膀在空中移动。一些蜘蛛已经发展出一种称为气球的能力。他们旋转丝线，这些丝线仍然附着在身体上。这种技术使蜘蛛即使在相对平静的日子里也可以被动地穿越广阔的距离。
在他著名的航行中，查尔斯·达尔文（Charles Darwin）看到了数百个气球蜘蛛登上HMS小猎犬，尽管距离海岸约60英里。这种现象确实有充分的文献记载，但研究人员仍然没有完全了解气球的工作原理。目前有两种相互竞争的理论。
一种理论提出，蜘蛛使用其线来捕获天然温度自然变化在空气中产生的热上升气流。第二个暗示静电力会产生升力。力是由于螺纹电荷与地球大气中电场的相互作用所致。
地球的电场本身是由地面与电离层之间的电荷差异产生的，地球和电离层之间的电场本身是地球上层大气层的区域，在该区域中，原子和分子被太阳强大的辐射电离化。
为了检验第二个理论的实力，黎巴嫩圣母大学的卢阿伊兹（Loculaize）的Charbel Habchi和加利福尼亚大学洛杉矶分校的穆罕默德（Mohammad）使用虚拟模拟来重现蜘蛛的飞行。在简化的模型中，二人用小球代替了蜘蛛，它们附着在不同数量的紧密间隔垂直线上。
研究人员考虑了气球行为在变化线程数量时可能会改变。他们还检查了整个螺纹均匀分配电荷的效果，而不是在螺纹尖端上集中电荷。
为了确保模拟中的准确性，他们合并了一种在好莱坞电影中广泛使用的算法，以使皮草和头发动画。他们还将其与第二种算法相结合，该算法可以重现在空中移动时赋予蜘蛛和线的粘性力。
骑领域
在他们考虑的每种情况下，Habchi和Jawed的模拟都表明，静电相互作用导致球体从地面加速。同时，最初的直线互相击退，因为它们的费用相似。这导致他们迅速弯曲并散开，阻止他们缠结。
随着时间的流逝，Habchi和Jawed发现，由于空气阻力造成的阻力抵消了起重力。最终，虚拟蜘蛛稳定成稳定的向上速度，每秒约8.5厘米。这与涉及真实蜘蛛的实验结果紧密匹配，其中受控的电场触发了气球。二人发现，仅静电力就足以使较小的蜘蛛到达气球。该机制甚至允许动物通过改变线的数量和长度来控制其速度。当微风轻拂时，这种技术可以帮助他们改变高度。
大局
在大气科学中，在空中移动的可靠机制尤其重要。在较高的高度，卫星和飞机可以监视地球大气层的多样化和不断变化的特性。但是这些设备有局限性。卫星无法直接测量大气的特性，而飞机移动得太快而无法在较小的尺度上收集信息。
通过重新创建蜘蛛使用的气球机制，Habchi和Jawed希望研究人员可以设计新的监测技术，其中将单个，微小的传感器附在人造螺纹的专业布置上。这可以使乐器在收集有用的数据的同时，以精心控制的速度和高度气球。
如果实现，此技术可能会为大气监测的新功能铺平道路。研究人员可能能够以前所未有的细节来探测温度，风速，湿度和化学成分，包括温度，风速，湿度和化学成分。
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