果蝇的眼睛，控制飞行的法宝学术资讯

近日，美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员利用高速摄像机记录了果蝇在虚拟现实飞行模拟器中的运动，发现了果蝇利用眼球运动快速加强飞行控制的机制，并在机器人技术中模拟这种能力。相关论文于当地时间9月1日发表在《美国国家科学院院刊》上。

“通过研究果蝇的飞行，我们能找到一些令人难以置信的生物学中已经存在的工程解决方案，”论文的第一作者、宾夕法尼亚州立大学机械工程博士生Benjamin Cellini说。

凝视是一种很普通的现象，大多数生物都能做到。例如，我们能够不间断地移动我们的眼睛、头部和/或身体来扫描一个房间。

“但这是一个富有挑战性的、复杂的问题——人类和其他动物是如何做到这一点的？”该校生物运动系统实验室的主任、机械工程助理教授Jean-Michel Mongeau说。

主动传感是工程和生物学的一个分支，主要研究传感器运动是怎样影响感知本身的。这一领域之前的很多研究都集中在翅膀的运动上，但了解果蝇如何利用积极的眼球运动来控制飞行，可以极大地提高机器人技术。

目前，大多数机器人的传感器都是固定的，传感和运动是解耦的。然而，通过协调能够在身体上移动的视觉传感器，更好地模拟眼睛和大脑，机器人的飞行控制能力可以得到极大的改善。

研究者确认，果蝇眼睛的反应速度比身体或翅膀快四倍，这也为该理论提供了支撑。而且这些反应是紧密耦合的，这表明果蝇在很大程度上依赖眼睛的运动来协调翅膀运动。

“我们已经证明，通过减少运动模糊，果蝇的眼睛比我们预想中能更好地控制和稳定视野。”Cellini说。“就像在体育运动中一样，棒球运动员会用眼睛盯着球看，以减少模糊，提高击球效果。”

研究人员还发现，当用胶水固定果蝇的头部，限制头部运动，会对它们的飞行表现产生巨大影响。

Mongeau说：“我们在这里发现的一个重要原理是，果蝇的眼睛减缓了进入大脑的视觉运动，这个过程增强了它们对飞行的控制能力，提高了飞行表现。”

通过这项研究，研究人员确信，解锁生物世界的秘密或会对技术产生广泛的影响。

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编译：花花

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《美国国家科学院院刊》

期刊编号：0027-8424

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