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蜂鳥如何在飛行中切換大腦檔位
如果你認為蜂鳥只是一群可愛的小鳥﹐那你就大錯特錯了。這些小傢伙其實是天生的飛行專家擁有驚人的空中機動能力。最近﹐不列顛哥倫比亞大學的動物學家發現蜂鳥在懸停和前進飛行時使用兩種截然不同的感官策略來控制飛行﹐這一發現足以讓任何飛行愛好者興奮不已。這項研究已刊登在《皇家學會報告》。
研究人員認為﹐當蜂鳥進行前進飛行時﹐牠們依賴於一種「內置的前進模型」﹐幾乎可以說是一種直觀的自動駕駛系統來判斷速度。研究人員解釋道﹕「在前進飛行時周圍的視覺線索太多了﹐牠們無法直接依賴這些線索。」但在懸停或需要改變高度時﹐這些小飛行家就轉而依賴來自周圍環境的實時﹑直接的視覺回饋。
科學家們通過在四公尺長的飛行隧道中進行一系列實驗來觀察蜂鳥對各種視覺刺激的反應。研究團隊在隧道的前側和側面牆壁上投影出各種圖案﹐模擬前進和高度變化的效果。在進行懸停時蜂鳥會根據視覺刺激的方向調整飛行路徑。研究顯示﹐不同的視覺刺激會影響蜂鳥在空中的漂移方向和速度。在某些場景中﹐科學家們在側牆上投影出以不同速度移動的垂直條紋以模擬前進運動。有時側面的水平條紋則模擬了高度的變化。在前牆上﹐他們投影出旋轉的漩渦﹐以創造出位置變化的錯覺。
研究人員說﹕「如果蜂鳥是直接從視覺刺激中獲取線索﹐我們預計牠們會根據側牆上垂直條紋的速度調整自己的前進速度。但實際上﹐雖然蜂鳥確實根據圖案變化調整了速度甚至完全停止﹐但這並沒有形成明確的相關性。」。然而﹐在飛行過程中﹐蜂鳥確實直接根據指示高度變化的刺激進行了調整。而在懸停時﹐這些小傢伙也更加密切地調整了自己的位置以適應研究團隊在前牆上投影的移動螺旋。
研究人員表示﹕「我們的實驗旨在研究蜂鳥如何控制飛行速度。但由於蜂鳥在飛行過程中會自發地進行懸停休息﹐我們揭示了它們控制不同飛行軌跡方面﹐兩種截然不同的策略。」。
這項研究不僅揭示了這些微小且敏捷的鳥類在飛行過渡期間是如何感知世界﹐還可能為下一代自主飛行和懸停載具的導航編程提供參考。這意味著﹐當你下次看到一輛無人機在空中優雅地穿梭時﹐這其中或許有一點點蜂鳥的功勞。
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