会飞的蜜蜂如何完美转身？

如果你的公交车在高速急转弯时感觉失去平衡，或者在转弯处开得太快感觉车打滑，你就会体验到离心力的影响。向前移动的同时向前转动会产生一个力，这个力可以把旋转的物体拉离转动的方向。走得越快，转弯越急，经历的离心力越大，失控的可能性就越大。

这就是为什么我们和其他动物在接近转弯处时会减速。科学家在一些动物身上观察到了这种行为；然而，Mandyam Srinivasan教授的实验室首次从数学上分析了这一现象中速度、曲率和离心力之间的关系。

旋转时，蜜蜂保持恒定的离心力。

昆士兰大学昆士兰脑研究所的博士生Mahadeeswara Mandiyam教授和Srinivasan教授使用高速多摄像机系统捕捉到了入口被暂时封锁时蜜蜂在蜂巢外徘徊的视频片段，在蜂巢外制造了一片“蜜蜂”云。

这种半户外的“蜜蜂云”实验是同类实验中的第一个，它比以前用于研究蜜蜂防撞行为的实验更接近现实。

分析数学高速视频，研究蜜蜂在云中的飞行行为。

Srinivasan教授和Mandiyam先生希望更好地了解保持所需飞行路径而不被离心力损坏的复杂机动。

通过向量微积分计算蜜蜂的速度、加速度和转弯锐度，研究蜜蜂转弯时如何保持控制。

科学家发现，蜜蜂进入弯道时速度会降低，但离开时速度会增加。这从数学上证实了对苍蝇、蝙蝠、马等其他动物转身行为的观察。

值得注意的是，无论转弯有多急，蜜蜂行进的速度有多快，蜜蜂在转弯时都能保持大致恒定的向心加速度，从而将离心力对其飞行路径的影响降到最低。向心力将物体拉向转弯的中心，而离心力将物体推离中心。

减慢蜜蜂的速度以保持它们的力量不变。

研究人员假设，这种恒定的向心加速度是蜜蜂主动努力减少“侧滑”的结果，或者是由于离心力过大而失控的结果(比如公交车转弯太快，你摔倒了)。

“当蜜蜂转向时，它会以适当的方式巧妙地降低速度，这样它所经历的离心力就会一直保持不变，”曼迪亚姆说。

“越快转弯越好。蜜蜂行进的速度越快，蜜蜂会经历的离心力就越大；蜜蜂转弯时会减速，这样就解决了这个问题，”他说。

有趣的是，蜜蜂并没有表现出左转或右转的偏好，这可能是动物避免碰撞的一个重要方面。

研究人员还发现，蜜蜂在游荡和转弯以及与其他蜜蜂近距离接触时保持大致相同的加速度，这意味着蜜蜂的转向动力学是相同的，无论背景如何。

研究人员现在正在探索用于在这些近距离转弯中引导防碰撞操作的感觉信息。

为了创造更好的飞行控制

长期以来，Srinivasan教授和他的实验室一直对蜜蜂的飞行模式感兴趣。他们希望更好地了解蜜蜂的飞行行为，并将其集成到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。

“我们的主要目标是了解蜜蜂如何避免碰撞，这是我的医生的核心目标，”曼迪亚姆先生说。

“这种理解可以用于机器人，也可以用于飞机和地面车辆。

“如果车辆需要急转弯，就必须这样做，使离心力保持在一定的可控范围内，否则就可以在所谓的侧滑中出手。”

“我们可以利用我们的知识来了解蜜蜂如何以协调的方式转向这些情况，以避免空中和地面车辆的侧滑。”

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