Fruchtfliegen Verwendung Kanten auf Reiseflughöhe

Fruchtfliegen machen viele Flug-Entscheidungen beim Kreisen einer faulen Banane, einschließlich wie schnell zu schweben und wie hoch zu fliegen.

Nun zeigt eine neue Studie mit einer virtuellen 3D-Umgebung, dass horizontale Kanten die fliegen wichtigen Anhaltspunkt sind bei der Entscheidung über ihre Höhe.

Die Ergebnisse könnten verwendet werden, um Roboter in der Lage zu fliegen wie Bugs zu entwerfen.

Durch die Erfassung der fliegen Flug festgestellt Muster mit video, Forscher am California Institute of Technology, dass die Insekten ignoriert visuelle Hinweise, z. B. wie schnell der Boden zu bewegen, bei der Auswahl einer Höhe erschien. Stattdessen zog die Fliegen fliegen parallele zur horizontalen Kanten von Objekten, auch verschieben, um die Kanten zu folgen, wenn sie verschoben.

Virtual Reality für fliegen

Fliegen Flug wurde lange als Model wie fliegende Kreaturen Verwendung visuelle Informationen zu Rad um in drei Dimensionen und als Inspiration für Flugroboter untersucht. Vor dieser Studie Forscher die Theorie, dass Fruchtfliegen ihre Höhe mit so genannten optischen Fluss abgeholt.

Nach der Theorie der optischen Fluss, Fruchtfliegen beobachten den Boden sehen, wie schnell es scheint zu bewegen. Weiter entfernt sieht es langsamer, ähnlich wie eine weit entfernte Gebäude scheint nicht zu bewegen, wie Sie an ihm vorbei auf der Autobahn, fahren während nahe gelegenen Fly-by Zaunpfosten. Die fliegen wählen Sie ihre bevorzugte Geschwindigkeit die Theorie ging und Anpassungen an es konstant zu halten.

Um diese und andere Theorien zu testen, Bauten CalTech Biotechnologe Michael Dickinson und seine Kollegen einen 5-Fuß (1,5 - Meter-) lange Tunnel umgeben von Kameras. Computer-Projektoren malen"", Wände und Boden des Tunnels mit visuellen Reizen.

Um die optische Theorie zu testen, gesperrt, die Kameras zu einer Fliege Flug. Innerhalb von Millisekunden reagiert die Computer-Projektoren projizieren abwechselnd schwarz-weiß-Linien auf dem Boden des Tunnels. Die Zeilen verschoben mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Fliege, erwecken des Eindrucks für das Insekt, das, obwohl seine Flügel schlagen waren, es war nicht durch den Raum bewegt.

Wenn die optische Theorie wahr wäre, die fliegen sollte sofort nach unten, fallen gelassen haben versucht, den Boden zu beschleunigen. Aber sie tat es nicht.

"Wir waren Art kratzen unseren Köpfen wie,"Nun, warum diese Arbeit nicht?' ", sagte Andrew Straw, CalTech Research Fellow und Co-Autor der neuen Studie. "Wir hielten so testen und testen."

Die fliegen konnte deutlich den verkorksten Boden wahrnehmen, weil ihre Geschwindigkeit änderten um zu versuchen, zu kompensieren. Aber egal wie viele Male die Forscher das Experiment lief, änderte die fliegen Höhe.

In bisherigen Experimenten fliegen hatte Dickinson bemerkt, dass Fruchtfliegen bevorzugen, auf den Gipfeln der Objekte zu landen. Vielleicht, dachte er, Fruchtfliegen sind auf horizontalen Kanten abgestimmt.

Die Idee von vorspringenden Black entlang der oberen oder unteren Hälfte des den Tunnelwänden, Erstellen einer Kante getestet. Sicher genug, schwebte die fliegen gerne neben der Linie. Dann die Forscher versucht verändern das Muster des Bodens wieder, diesmal mit der horizontalen Kanten an den Wänden. Egal wie sie verlangsamt oder beschleunigt die Muster auf dem Boden die fliegen mit den Kanten fest.

Insekt-inspirierte Roboter

Die Forscher wissen nicht, wie fliegen verwenden Rand Informationen in der realen Umgebung, wo Überfluss horizontale Kanten. Vielleicht sie wählen welche Kante am nächsten ist, oder vielleicht kommen Sie mit eine Art Mittelwert. Das Team will nun untersuchen, wie die fliegen Rand Informationen mit anderen visuellen Informationen, wählen Sie Flugpläne zu integrieren.

Die Forschung hilft enthüllen die Geheimnisse der Insekten Flug und Kognition, sondern es müssen praktische Auswirkungen für den Menschen, als auch.

"Es gibt eine Menge von Gruppen auf der ganzen Welt, die versuchen, kleine Insekt-Size-Roboter oder Vogelgröße Roboter, die fliegen können wie Vögel, Insekten und Fledermäuse, autonom zu entwickeln – nur mit Sensoren," Dickinson sagte.

Mit den Flug-Mechanismen von Dickinson und seine Kollegen entdeckt, Ingenieure leicht Rechenmodelle machen könnte, die schließlich zur autonome Robotern, Dario Floreano, ein Bio-Robotik-Forscher an der Swiss Federal Institute of Technology, Steuern verwendet werden könnten, sagte LiveScience. Floreano, der nicht an der Studie beteiligt war, nannte die Ergebnisse "sehr wichtig".

Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher in der Fachzeitschrift Current Biology.

• 10 erstaunliche Dinge, die Sie nicht über Tiere wissen
• Erstaunlichen tierischen Fähigkeiten
• Bildergalerie: Modernste Roboter