蜂鸟如何以极快的速度切换

蜂鸟是地球上速度最快、最敏捷的鸟类之一。它们可以挤进非常狭小的空间采集花蜜，在求偶时飞行速度高达 9G，而不会受到身体伤害。它们的飞行方式似乎也非常可控。蜂鸟使用两种不同的感官策略来控制飞行方式，具体取决于它们是向前飞行还是悬停。这项研究发表在 1 月 10 日发表在《皇家学会学报 B》上的一项研究中。

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蜂鸟在向前飞行时，依靠的是“内部前进模型”。这种模型是一种根深蒂固的、直观的自动驾驶仪，可以让它们在体验多种视觉刺激的同时判断速度。

这项研究的共同作者、不列颠哥伦比亚大学动物学家和比较生理学家维克拉姆·B·巴利加在一份声明中说：“接收到的信息太多了，不能直接依赖周围环境的每一个视觉线索。”

然而，研究小组发现，当鸟类盘旋或处理可能需要它们改变高度的提示时，它们会更多地使用来自周围环境的实时、直接视觉信息。

为了研究这些飞行模式，研究小组将 11 只野生成年雄性安娜蜂鸟 ( Calypte anna)带入实验室。他们让这些鸟在一条长约 13 英尺的隧道中反复从栖木飞到喂食器，并记录每次飞行的视频。研究小组还在隧道的正面和侧面投射了图案，以测试蜂鸟对这种视觉刺激的反应。

在一些飞行场景中，研究人员在隧道侧面投射以不同速度移动的垂直条纹，以模拟向前运动。其他时候，他们使用侧面的水平条纹来模拟高度变化。在前壁上，团队投射了旋转的漩涡。这些圆形图案旨在营造位置变化的幻觉。

“如果鸟类直接根据视觉刺激获取线索，我们预计它们会根据侧壁上垂直条纹的速度调整前进速度，”巴里加说。“但尽管鸟类确实会根据图案改变速度或完全停止，但并没有明确的相关性。”

然而，研究小组观察到，蜂鸟在飞行时会更直接地适应指示高度变化的刺激。当鸟儿盘旋时，它们也会努力调整自己的位置，以便更靠近前墙上移动的螺旋线。

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“我们的实验旨在研究蜂鸟如何控制飞行速度，”研究合著者、不列颠哥伦比亚大学动物学家和比较生理学家 Doug Altshuler 在一份声明中表示。“但由于蜂鸟在飞行过程中会自发停下来盘旋，我们发现了这两种不同的策略来控制它们飞行轨迹的不同方面。”

这些发现让我们了解了这些飞行速度很快的鸟类在改变飞行模式时如何感知世界。这类数据还可以帮助工程师在未来为无人机和悬停车辆开发更好的机载导航系统。