让我们像蚊子一样在黑夜中自由“飞行”

灭绝蚊子可以说是现代人伟大的夙愿之一,但科学家们却从蚊子飞行躲避追捕中得到启示,或许有一天我们也能像蚊子一样在黑夜中自由“飞行”。

投稿来源:陈根

蚊子一直是我们比较讨厌的一种生物,因为即使在漆黑的夜里蚊子也能轻巧地降落在你身上而不被发觉,在它们还没有吸饱血的情况下想要拍死它们更是一件困难的事情。

蚊子之所以能拥有这样的能力,主要在于它的机械感应,这是一种对机械刺激的反应能力,可以让它们在不使用眼睛的情况下感应到障碍物。这与蝙蝠通过生物声纳系统进行导航不同,蚊子是利用翅膀、触角和气流的组合来进行导航。

《科学》杂志的最新研究发现,节肢动物具有异常敏感且多样化的机械感受器,它们可探测外部环境变化,从而避免发生碰撞。而这些位于触角底端,由大约1.2万个细胞排列构成的圆形结构,也被称作“琼氏器”,能感受到昆虫的触角运动。“琼氏器”可以探测流体流动、重力牵引和声音刺激,是动物王国中最敏感的机械感受器官之一,而蚊子的“琼氏器”则非常敏感。

以蚊子能够在黑暗中飞行和着陆的能力为灵感,最近研究人员开发出了能躲避碰撞的感知系统,并在四旋翼飞机上进行了测试。这也就意味着未来基于这项感知系统所开发的无人飞行器,将如蚊子般在飞行过程中不会存在盲区,也不会撞击到墙壁或者障碍物等。

这项技术的探索是由伦敦皇家兽医学院(RVC)Richard Bomphrey教授领导的国际科学家团队提出的,基于对雄性库蚊的感觉机制进行深入研究,并找到了模拟这种昆虫利用气流探测障碍物的能力。

蚊子之所以在飞行的过程中能避开障碍物,主要是蚊子通过拍打它们拉长的翅膀来飞行,借助于飞行产生快速的喷气式气流提供升力。在飞行过程中,如果这些喷射气流遇到障碍物,这些气流模式就会改变形状,这可以被蚊子触角基部的一个名为 "庄氏器官 "的感受器阵列检测到。这使昆虫能够利用“空气动力学成像”建立起周围环境的图像,使其能够映射出地面和其他障碍物的位置,从而避开障碍物。

这项技术的突破以及与无人机的融合,将在很大程度上改善无人机飞行的应用,包括无人机配送以及无人机搜救等。当然,或许有一天当人体可穿戴飞行器出现的时候,我们借助这项技术就可以在黑夜中自由“飞行”了。当然,这项技术对于飞行汽车而言也是非常有价值的技术。

 

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