蜜蜂、“视流”与飞行器

发布时间:2011-07-29 10:55    文章来源:湖北天马养蜂场    浏览量:1974 次    【字体大小:正常 偏大 最大

蜜蜂是当之无愧的“建筑家”,它们筑造的六角形蜂巢规范得令人瞠目结舌,其承重能力同样让人大开眼界:1千克蜂巢竟能承受22千克的蜂蜜!更令人惊叹的是蜜蜂的飞行能力和飞行绝技,它们可令任何技艺超凡的特技飞行员汗颜羞愧。如蜜蜂能充分地利用“能源”,一只蜜蜂吃一次蜜,就能飞行长达60千米的距离,即一只蜜蜂飞行300万千米只需消耗1千克蜜。让人们惊讶的是,蜜蜂的脑袋只有芝麻那么大,还不到人脑的百万分之一,却能指挥蜜蜂随意穿梭于繁枝茂叶里,飞舞于姹紫嫣红的鲜花丛中,或突然平稳地停顿下来采集花蜜。如此微小的大脑却能应对如此灵敏的飞行和定位能力,真不可思议。为此,西方国家的不少大学和科研机构都对蜜蜂的灵巧飞行进行研究。澳大利亚国立大学的全天候蜜蜂飞行装置研究所是美国、澳大利亚等国共同研发第二代火星探测器和军用侦察飞行器的重要基地之一,也是深入观察和研究蜜蜂视觉与飞行的机构之一。

奇妙的视觉系统

蜜蜂、“视流”与飞行器

今天,人类已拥有了高科技的全球定位系统(GPS),借助于卫星,可以确定各种运动物体精确的位置,对飞机、船舰、导弹进行定位导航。然而,小型飞行装置如果依靠全球定位系统导航,高速飞行于林间树丛时,有可能突然一头栽进人们放置的垃圾箱里。因为,全球定位系统只适用于在已绘制好地图的地方给飞行器导航,无法用于航天飞行器的导航;而其他导航系统在战争中应用时,则往往容易将自己暴露给敌方。

蜜蜂在林中花间灵巧地高速飞行,却不会撞上各种障碍物,这是因为蜜蜂有着非常精确的判断飞行途中各种障碍物距离的视觉系统。人类与大多数脊椎动物一样,依靠双目视物,人的双眼从不同角度看同一物体,在视网膜上产生有细微差别的两个影象。正是这种视差使人产生空间感觉,形成三维图象。人的大脑还能对人与物体间的距离进行判断和估计。双眼测距的准确程度与双眼间的距离有关。用双目视物,需要有很高的智力,昆虫通常很难具有这样高的智力。

蜜蜂看物体、判断距离与人类不同,比人类简单多了。蜜蜂是复眼昆虫,几百道目光各自射向不同的方向,蜜蜂就是以这种简单的方法形成三维图象。人们在移动时,事物呈现在视网膜上的图象也都在运动,视网膜上图象的这种运动即为“视流”。不过,视网膜上图象的运动与观察者本身的运动有很大关系。例如,当你跑动时,视野里的物体离你越近,它在你视网膜上形成的图象运动的速度似乎越快;人们在火车上看窗外景物时,远方地平线上树木的轮廓移动得非常缓慢,距离稍近些的农舍从我们眼前移动的速度就快多了,而紧靠铁路的电线杆、围栏则是风驰电掣般闪过。更多养蜂技术和蜂产品知识请关注湖北天马养蜂场官方微信公众号:"honeymarket",或者加QQ号2969169050,欢迎投稿和交流讨论蜜蜂文化。

蜜蜂正是根据“视流”来调整自己的飞行。全天候蜜蜂飞行装置研究所的神经生物学家曼迪亚姆·斯利尼凡萨等人通过实验发现,蜜蜂飞行时如果突然发觉某物体移动过快,就会判定那是一个障碍物而急速转向,离开那物体。在实验中,他们引导蜜蜂飞入一个管道,结果发现嗡嗡的蜂群都准确地飞到管道中心点处,再顺着管道往里飞。“蜂群这样做,为的是平衡管道两边在蜜蜂眼中的影象移动的速度。”对采用“视流”测距的蜜蜂来说,景物在它眼中形成的象移动的速度较慢,景物的距离就更远,反之亦然。蜜蜂就是这样通过“视流”观察景物,自动调节飞行速度:飞行于开阔地时,加速前进,通过复杂地形时,则放慢速度。

“视流”也帮助蜜蜂平稳地降落。通常,人们从行驶着的自行车上下来时,会有一种越接近地面速度似乎越快的感觉。而蜜蜂要停降在物体上时,使用“视流”观察景物、自动放慢飞行速度、调整与地面的角度,使景物在它眼中形成的象均匀地移动,从而实现平稳降落。“它就像一个自动驾驶仪,飞行时你不用操心速度和飞行高度,它会为你做好一切。”

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