animalukr.ru

Детально вивчено механіка польоту мух

вчені з Корнельського університету США з`ясували, як дрозофілам вдається виконувати швидкі і різкі розвороти в повітрі.

На одну секунду польоту плодової мушки доводиться кілька сотень змахів крил, які переміщаються приблизно так само, як весла весляра. У процесі руху крила повертаються щодо поздовжньої осі, займаючи різні положення при зсуві вперед і назад.

Модель розвороту мухи, виконана на основі реальних зображень комахи (ілюстрація з журналу Physical Review Letters).

Модель розвороту мухи, виконана на основі реальних зображень комахи (ілюстрація з журналу Physical Review Letters).




Для того щоб розглянути фази польоту комахи, автори помістили мушок в коробку, що підсвічується з трьох сторін. У момент попадання дрозофіли в центр коробки включалися три камери, які знімали силуети комахи на стінках зі швидкістю 8 тисяч кадрів в секунду. Розроблена вченими комп`ютерна програма реконструювала політ, переробляючи масив отриманих «двовимірних» даних.

Одночасно з включенням камер на стінку коробки проектувалася фігура, що оберталася, побачивши яку мухи робили різкий розворот. «Дрозофіли помічають її і відчувають щось схоже до запаморочення, - коментує один з авторів Аттіла Бергу (Attila Bergou). - А це, як показує практика, цілком надійний спосіб змусити їх розвернутися ». Поворот на 120 комаха виконує всього за 80 мс - 18 змахів крил.

Аналіз даних показав, що в польоті рухи крил нічим не відрізняються одна від одної, але в процесі повороту одне з них при зсуві вперед нахиляється під кутом 49 до горизонталі, а при зсуві назад - лише під кутом в 40 , тоді як інше крило завжди знаходиться в одному положенні. Більший кут нахилу крила створює більший опір руху, і тіло комахи розвертається.

При цьому мусі необхідно контролювати всього один параметр. З`єднання крил працюють аналогічно пружинам кручення, і крило, повертаючись щодо поздовжньої осі, відхиляється від (приблизно вертикального) положення рівноваги. Виконуючи розворот, дрозофіла зміщує положення рівноваги крил один щодо одного на 10-15 градусів, за рахунок чого їх руху і стають асиметричними.

Незабаром автори планують провести аналогічні експерименти з іншими комахами - бджолами. «Ми хочемо навчитися конструювати мініатюрних і маневрених роботів, які своєю манерою пересування будуть нагадувати комах, - говорить інший учасник дослідження Ітай Коен (Itai Cohen). - Зараз ми знаходимося на самому початку шляху ».

Реконструкція розвороту дрозофіли:

Повна версія звіту опублікована в журналі Physical Review Letters- препринт статті можна скачати з сайту arXiv.


Поділитися в соц мережах:


Схожі
» » Детально вивчено механіка польоту мух