研究人員報告說，關(guān)于飛行昆蟲如何倒地著陸的最完整描述，可以激發(fā)新的機器人技術(shù)。

賓夕法尼亞州立大學(xué)機械工程學(xué)助理教授，《科學(xué)進展》最新論文的主要作者博成說：“通過這項工作，我們試圖了解蒼蠅如何瞬間完成顛倒著陸的動作。”

他說，這可以說是飛行昆蟲所做的最困難，最難理解的特技飛行。“最終，我們想在工程中復(fù)制它，但是我們必須首先了解它。”

Cheng及其同事旨在了解蒼蠅用來降落在天花板和移動物體等不同表面上的生物力學(xué)和感覺過程。

為了收集數(shù)據(jù)，該團隊首先使用高速攝影技術(shù)檢查了蒼蠅在飛行室中的倒立著地行為。他們發(fā)現(xiàn)昆蟲通常會執(zhí)行四個完全定時的動作以使其上下顛倒：它們提高了速度，完成了快速的身體旋轉(zhuǎn)動作(如車輪)，進行了大范圍的腿部伸展，最后通過腿部輔助的秋千著陸他們的腳牢牢地放在天花板上。

研究人員認為，這些動作是由蒼蠅在接近其理想著陸點時所感知到的一系列復(fù)雜的視覺和感官線索來推動的。

機械工程學(xué)助理教授讓·米歇爾·蒙格(Jean-Michel Mongeau)說：“眨眼間，這些蒼蠅就可以完全顛倒它們的身體和陸地，這非常壯觀。” “我們一直在身邊看到它的發(fā)生，但是我們已經(jīng)證明了這種機動的復(fù)雜性。機器人能夠做同樣的事情引起了很多興趣。”

然而，當(dāng)前的機器人技術(shù)嚴重缺乏執(zhí)行相同操縱所需的速度和效率。

“我們從大自然中尋找靈感。這有助于推動工程學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)，了解蒼蠅如何解決這些問題，以便我們將其應(yīng)用于未來的技術(shù)。” Mongeau說。

除了推進機器人技術(shù)外，這項工作的意義還可以應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域。

“蒼蠅的神經(jīng)系統(tǒng)如何能夠如此迅速地做到這一點?這項工作重申了這些動作在極小的神經(jīng)系統(tǒng)中執(zhí)行的速度。這些數(shù)據(jù)可以為理解大腦的功能帶來新的假設(shè)。” Mongeau說。

其他合著者是印度班加羅爾國家生物科學(xué)中心和科羅拉多州立大學(xué)。國家科學(xué)基金會資助了這項工作。