Являются ли, летя вверх тормашками, изменив направление в долю секунды или парение, летучие мыши действительно акробатическими экспертами неба. Их бортовые навыки так хороши, что некоторые инженеры хотят проектировать самолеты, подражающие летучим мышам вместо птиц.
Теперь, благодаря новому исследованию, показывающему, как воздушный поток смысла крыльев летучей мыши, инженеры являются одним шагом ближе к выполнению так.Ученые подозревали, что короткие волосы, найденные на крыльях летучей мыши, играли роль в своем полете.
Волосы необычны несколькими способами. Они очень редки, таким образом, они вряд ли используются для теплоты или гидроизоляции. Кроме того, исследователи, прерывающие кожу, где волосы высовываются, сочли сенсорные рецепторы не обычно связываемыми с волосами.
Все эти особенности предполагают, что эти волосы так или иначе важны для полета, но гипотеза непосредственно никогда не проверялась.Нейробиолог Сюзанна Стербинг-Д’ Анджело из Университета Мэриленда, Колледж-Парк и ее коллеги изучила функцию волос на крыльях у больших коричневых летучих мышей и крыланов с коротким хвостом. Когда исследователи унесли поток воздуха через волосы, моделировав полет, нейроны в сенсорной области мозга были активизированы. Когда воздушный поток дул в обратном направлении через крыло — предлагающие эскизы, которые могли опрокинуть полет — нейроны были еще более активными, принудив исследователей выдвинуть гипотезу, что датчики говорят летучую мышь, когда это летит на необычных ветрах, таким образом, это может приспособить свою технику пилотирования.
Предостерегитесь! Фильм замедленной съемки, снятый с инфракрасной камерой, показывает большую коричневую летучую мышь, маневрирующую через курс препятствия в темноте.
Кредит: Batlab, Университет МэрилендаБольше научных видео новостейИсследователи затем обучили летучих мышей лететь через курс препятствия в лаборатории, освещенной только тусклым красным светом для моделирования ночных условий, во время которых летучие мыши активны.
Большие коричневые летучие мыши летели через полную комнату искусственных деревьев, и крыланы с коротким хвостом были обучены в полной комнате сетей. Когда бригада удалила волосы на крыльях из обученных летучих мышей (использующий крем для депиляции), животные летели через курс менее эффективно. В частности летучие мыши не поворачивались так же резко или летели как быстро; их средняя скорость, уменьшенная от 3,5 до 2,5 метров в секунду. Исследование, изданное сегодня в Продолжениях Национальной академии наук, приходит к заключению, что волосы на крыльях переводят информацию о воздушном потоке для поведения полета.
«Решение этой проблемы того, как летучие мыши летят, и как мы можем извлечь уроки из него, было действительно большим сотрудничеством между биологами и инженерами», говорит Белинда Баттен из Университета штата Орегон в Корваллисе. Сам инженер-механик, Баттен возглавил бригаду, сначала использовавшую моделирование для намека на производительности, которые волоски шерсти летучей мыши могли иметь для ощущения воздушного потока и говорят, что потенциал для инженеров для приобретения знаний из этих датчиков летучей мыши огромен. «Если нужно было разработать искусственные датчики, подражающие этим датчикам на летучих мышах, мы могли улучшить производительности полета самолетов», говорит она. Самолеты, оборудованные такими датчиками, могли лучше предсказать изменения в воздушном потоке, который мог привести к внезапным снижениям, проблемная технология авиации изо всех сил пыталась решить.Следующий шаг, Баттен говорит, должен сделать прыжок из биологических датчиков на летучих мышах к синтетическому продукту, спроектированных датчиков.
И это означает больше вопросов для биологов — как только летучие мыши ощутили изменение в воздушном потоке, как они используют ту информацию для пребывания стабильными? Бригада Стербинг-Д’ Анджело в настоящее время ищет ответы.