高速摄像机揭示蜂鸟如何在极小的空间内转弯

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翻译:Stone 校对:HaiLi

文章来源:http://www.sciencemag.org/news/2018/02/high-speed-cameras-reveal-how-hummingbirds-can-turn-dime

蜂鸟是鸟类世界的战斗机飞行员,它们以每小时55公里的速度俯冲和迂回,随后在吸食花蜜时,它们能在极小的空间里转弯,极速扇动翅膀。现在,通过艰苦的努力,研究人员已快找出是什么让这种动物如此灵活。

生物学家测试了蜂鸟能飞多快以及能盘旋多久,但蜂鸟的机动性(来回快速移动)是“非常困难的研究”。

但有位叫帕罗·塞哥(Paolo Segre)的研究人员没有被困难吓住,他决定在野外拍摄蜂鸟来研究相关课题,因为被俘获的蜂鸟表现不自然。为了进行高速摄影,他花费一年的时间完善以及小型化一套由四部相机组成的计算机协同系统。

经过艰苦的拍摄,Segre和他的同事最终拍摄了207种鸟类,来自25种物种。

获得数据之后,研究人员们开发出复杂的软件来研究这些数据。因为有四台摄像机,研究人员可以在三个维度上构建每一只鸟的飞行模式。每一个简单的动作重复并组合成可预测的模式。在此数据的基础上,研究人员比较了不同物种之间的飞行模式,他们发现每个物种都倾向于坚持自己最擅长的动作(尤其是转弯)。他们惊奇地发现,较重的蜂鸟种通常在加速和急转弯方面表现得更好。

“更复杂的动作都是由简单的动作序列构成”,Segre解释说。

这一新的具备可操作性的“框架”,可以帮助机器人专家调整他们的飞行器不至于那么笨拙和脆弱。

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