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实验中的“蜜蜂云”。
如果你在公交急速转弯时感到失去平衡，或是开车转弯时速度太快感觉到打滑，此时影响你的就是离心力。它会将转动物体拉离转弯方向，且速度越快，转弯越急，离心力就越大，越容易失去控制。这就是为什么我们和其它动物在接近转弯的时候都会减速。科学家们在一些动物身上已经发现了这种现象；不过，Mandyam Srinivasan教授的实验室是运用数学方法分析这种现象中速度、曲率和离心力之间关系的“第一人”。其研究结果于11月16日发表在《科学报告》杂志上。
澳大利亚昆士兰大学昆士兰脑研究所博士Mahadeeswara Mandiyam和Srinivasan教授通过暂时堵住蜂巢入口制造了一朵“蜜蜂云”（蜜蜂在蜂巢入口处盘旋），并且使用高速摄像机系统拍摄了蜜蜂的视频。在同类型的研究中，这种半户外式“蜜蜂云”实验是一次创新，这比之前研究蜜蜂避免碰撞行为的实验更接近现实。Srinivasan教授和Mandiyam希望能够更好地理解蜜蜂在离心力不改变的情况下保持所需飞行轨迹的复杂飞行模式。
实验中，研究人员利用数学方法分析了这些高速视频，以研究飞行中蜜蜂的行为。蜜蜂转弯时的速度、加速度和转弯的角度均使用矢量微积分进行计算，以此来研究它是如何在转弯时如何控制以上三个变量。
科学家发现，蜜蜂在进入转弯时会降低速度，在转过弯后会增加速度。这从数学的角度证实了如对果蝇、蝙蝠、马等其他动物转弯行为的观察。此外，值得注意的是，无论转的弯多急，速度多快，蜜蜂都能保持一个大致恒定的向心加速度，从而最大限度减少离心力对于其对飞行轨迹的影响。
研究人员假设这种恒定的向心加速是蜜蜂努力减少“侧滑”的结果，或是由于离心力过大（如公交转太急致使你摔倒）而失去控制造成的结果。“当蜜蜂转弯时，它会以适当的方式巧妙地降低速度，使它所经受的离心力始终保持不变。”Mandiyam说，“弯越急，蜜蜂转弯速度越快，它所承受的离心力就越大；蜜蜂会通过降低速度来解决这个问题。”
有趣的是，蜜蜂并没有表现出偏好于向左还是向右转，这可能是它们为了避免相撞的一个重要方面。
研究人员还发现蜜蜂在乱飞转弯和与其它蜜蜂近距离接触时，都保持大致相同的加速度，这意味着无论在哪种情况下，蜜蜂的转向动力学是相同的。研究人员仍在寻找蜜蜂避免近距离转弯时相撞所用到的感官信息。
Srinivasan教授和他实验室一直以来都对蜜蜂飞行模式很感兴趣。他们希望更好地了解蜜蜂的飞行行为，将其融入具有先进飞行控制和导航能力的空中机器人和地面车辆中。
“我们的主要目的是了解蜜蜂是如何避免相撞的，这是我博士研究中的核心内容” Mandiyam说，“这些发现可以用于机器人，也可以用于飞机或汽车当中。”
科界原创
编译：潘翰
审稿：阿淼
责编：张梦
期刊来源：《科学报告》
期刊编号： 2045-2322
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181121142959.htm
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