Michael Dickinson har tillbringat sin karriär att försöka förstå hur flugor flyger. Han har byggt en mekanisk fluga som heter Robofly i sitt bioengineering lab vid California Institute of Technology i Pasadena. Samt en kompis för Robofly. Och en visuell flygsimulator som heter Fly-o-Rama. Hans labb har utvecklat ett system som spårar flygning i 3D som heter Flydra och programvara som hjälper till att kvantifiera flygflygbeteende.
men allt han lärde sig om rotationsvinklarna för flygvingar, lyft, vridmoment och vätskedynamik berättade för honom ingenting om varför det är så jävla svårt att sväva en fluga när den sitter på en köksbänk.
så Dickinson satt den berömda Drosophila melanogaster, eller fruktfluga, på en plattform omgiven av höghastighets digitalkameror med hög upplösning. Han sänkte en swatter – liknande svart skiva mot en målfluga i 50 graders vinkel och filmade varelsens reaktioner med en hastighet av 5000 bilder per sekund. Dickinson och hans doktorand, Gwyneth Card, pored över hundratals sekvenser och tusentals ramar, analysera precis vad flugorna gjorde.
fruktflugans stora hemlighet: förberedelse. Inom 100 millisekunder av spotting swatter-och långt innan den faktiskt rör sig-flyger flugan en flyktplan och förbereder subtilt benen för att springa i idealisk riktning, som en sprinter som spolas i startblock.
”det är en ganska sofistikerad sensorisk till motorisk transformation”, säger Dickinson, professor i bioengineering vid Caltech. ”Det är ett kännetecken för motorplanering hos människor, och vi blev ganska förvånade över att hitta något sådant som händer i flugor-och så snabbt.”
fruktflugor har ett nästan 360 graders synfält, så de kan se fara oavsett var den börjar. När flugan ser swatter kommer rakt på, flyttar den sina mittben framåt och lutar sig tillbaka så att den kan ta av sig bakåt, bort från swatter. När swatter kommer från sidan håller den sina mittben stilla och lutar kroppen bort innan den hoppar. (För att få en titt på flugor i aktion, titta på den här videon.)

zippa bort från problem verkar helt rimligt, självklart. De flesta varelser skulle komma tillbaka från ett hotande mörkt föremål många gånger deras storlek. Forskare hade tidigare antagit att flugor, som har en uppsättning jätte neuroner kopplade mellan hjärnan och benen, bara springer bort från fara reflexivt, hur en människa kan dra en hand bort från en het spis.
”alla antog att det skulle vara det första”, säger Dickinson. ”Ingen brydde sig om att titta tidigare.”
det visar sig att flugans hjärna kan förbereda sig snabbt, med hänsyn till både visuell stimulering (där hotet kommer ifrån) och sensorisk information (vad dess position är i förhållande till hotet) – på cirka 50 till 100 millisekunder. Vi är en dålig match för dessa reaktioner. Primater har varit tidsinställda med att trycka på en knapp efter att ha sett en stimulans-ett enklare beteende än flugor gör-och de klockar vanligtvis in på cirka 250 millisekunder.
därefter vill Dickinson studera flugans hjärna för att lära sig var och hur den kan bearbeta så mycket information så snabbt. ”Vi skulle vilja hitta den platsen i hjärnan där sensorisk information förvandlas till en motorkod.”
något som en flugas hjärna, påpekar Dickinson, är bara den typ av minidator som militären skulle vilja bygga in i små robotspionplan som flyger in i fientliga territorier. ”Så småningom skulle jag vilja kunna gå till en ingenjör och säga” Så här bygger du”, säger Dickinson. Ändå,” det kommer inte att hända när som helst snart”, medger han.
men Dickinsons forskning har gett en stor ledtråd till det gamla problemet med hur man squashar de luftburna irritationerna: Du måste tänka ut dem.
”det är bäst att inte sväva i flygets startposition, utan snarare att sikta lite framåt för att förutse var flugan ska hoppa när den först ser din swatter”, rekommenderar Dickinson.
så kom ihåg: varje fluga försöker få ett hopp på dig. Tänk innan du swat.
Se Även:

Uppfinna Framtiden

Gräsrotsinnovation Tar Rot

Krigsrobotar

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.