Физики обнаружили цепочку взаимосвязанных механизмов, которые управляют полетом стрекозы. Реакция на изменения в полете, как полагают исследователи, начинается с глаз стрекозы и продолжается через мышцы и движения крыльев. Исследование опубликовано в журнале Science.
Физики разработали контролируемый поведенческий эксперимент, в котором стрекозу сбрасывали вниз головой, чтобы отследить, как эти насекомые, будут управлять полетом в падении. Перед началом эксперимента ученые нанесли на крылья и тело стрекозы специальные маркеры. Весь процесс падения фиксировался с помощью трех высокоскоростных видеокамер, снимающих со скоростью 4 тыс. кадров в секунду.
Исследователи пришли к выводу, что в отличие от людей, обладающих инерционным чувством, стрекозы используют для оценки вертикального положения две свои зрительные системы — пару больших сложных глаз и три простых глаза, называемых глазками. Эксперимент, в котором стрекозе закрывали глаза подтвердил эту гипотезу.
Ученые полагают, что при помощи зрения стрекозы понимают, что падают. Этот визуальный сигнал запускает серию рефлексов, которые посылают нейронные сигналы четырем крыльям, которые управляются набором прямых мышц. Ассиметричные движения крыльев восстанавливают положение насекомого в пространстве. Исследователи отмечают, что стрекозы могут тремя или четырьмя взмахами крыльев перевернуться на 180° всего за 200 мс.
Исследователи полагают, что технология управления полетом, которую используют стрекозы, может помочь в разработке небольших беспилотных летательных аппаратов и роботов.
Управление полетом в масштабе десятков или сотен миллисекунд сложно спроектировать. Небольшие летающие машины уже умеют взлетать и поворачиваться, но им все еще трудно оставаться в воздухе: когда они наклоняются, это трудно исправить. Эти животные могут, в том числе, помочь нам решить такие проблемы.
Джейн Ванг, профессор физики, механики и аэрокосмической техники Корнеллского университета и руководитель исследования
Читать далее
Американский спутник «разглядел» с Земли необычное послание
Опубликовано видео с ракеты, которую запустили из экспериментального ускорителя
Чудовище в центре нашей Галактики: посмотрите на фото черной дыры в Млечном Пути