Посадка на движущуюся цель — сложная задача для любого летающего животного. Для шмелей цветок, раскачивающийся на ветру, становится неустойчивой посадочной площадкой: чтобы сесть, нужно одновременно повторять его боковые движения и продолжать смотреть на него. Данную информацию сообщает портал Phys.org.
В новом исследовании учёные Ченьяо Ван и коллеги из Университета Вагенингена и Делфтского технического университета разместили круглую платформу, похожую на цветок, у входа в улей. Во время экспериментов модель цветка двигалась из стороны в сторону с частотой два полных цикла в секунду, отклоняясь на 2,5 сантиметра от центра.
Три высокоскоростные камеры зафиксировали 48 последовательностей посадки. Исследователи восстановили полёты в трёх измерениях, чтобы разделить два одновременных действия: боковое следование за платформой и поворот к ней.
Результаты, опубликованные в Journal of the Royal Society Interface, показали, что шмели точно повторяли боковые движения платформы, но с задержкой во времени. Для бокового отслеживания работало простое правило: чем сильнее визуальный сигнал, тем сильнее ускорение. Анализ 10 самых длинных записей показал, что наклоны тела шмелей точно соответствовали необходимому ускорению для перенаправления аэродинамической силы, подобно вертолёту.
Модели, объединяющие движение цветка со скоростью поворота шмеля, почти полностью воспроизводили движения насекомых. При этом учёные выяснили, что для поворотов требовалась дополнительная реакция на скорость изменения визуального потока.
Интересно, что удаление информации об угле отклонения цветка от центра зрения почти не меняло точность модели — ключевыми были именно визуальные сигналы движения. Однако исследователи отмечают, что эксперименты использовали только регулярное боковое движение; в реальности порывы ветра делают движения цветка непредсказуемыми, и информация о положении может стать более полезной.
Эту стратегию планируют проверить на летающих роботах — это даст инженерам простой способ программировать подход к движущейся посадочной площадке.