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美昆虫学家飞蛾寻偶或将启发无人机技术

发布时间:2020-02-03 06:31:29 阅读: 来源:液压油滤芯厂家

雄性飞蛾在寻偶过程中用空气中的信息素——气味——为自己导航,找到几百米以外的她。其中涉及两个步骤:找到信息素,然后逆风飞行。理解这些昆虫行为对无人机研究有用处吗?近日,美国加州大学昆虫学教授林·卡德的科研团队运用计算机模拟技术,展示了这些昆虫行为会帮助无人机快速找到信息素,进而发现目标物。

该科研团队的模拟数据基于对舞毒蛾行为习性的观察以及风洞试验。在模拟环境中,他们设定了自然的风向和纤细的信息素,并让100多个虚拟飞蛾同时在一个没有边界的环境中各自寻找气味——这在实地条件下是很难直接观察并测量的。

模拟实验表明,那些被设定去寻找信息素的无人机没有必要对风向进行探测。我们的模拟表明,随机游动,也就是随机跟着风向前进并偶尔调整方向是发现信息素最快捷的方式,这也很可能就是雌性飞蛾寻偶的路径。林·卡德说。他表示,这种策略最容易找到信息素,而且这一结论与之前他们对飞蛾的观察结果相匹配。

之前曾有理论模型偏向于将寻找信息素与飞行风向结合起来,如侧风飞行模式。该研究证明,侧风飞行并不像预测的那样是最佳飞行方式,而顺风则是最不容易成功的方式。

卡德表示,在模拟实验中,飞蛾一旦发现信息素,就会沿逆风方向去寻找气味的来源。这一过程在飞行类昆虫如飞蛾、苍蝇和蚊子中是很好理解的。但是,这些昆虫如何发现信息素并找到最高效的搜寻策略,也就是以最省力的方式飞行,还未得到深入研究。他认为,这一研究结果或可以启发无人机研究:例如,搜索污染源的无人机可以模拟昆虫在大自然中寻找信息素时采用的路径搜索气味,并找到目标物。

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