百科探秘:為何蒼蠅那么難拍?運(yùn)動(dòng)感知比人眼快6倍,機(jī)動(dòng)快50倍
發(fā)布時(shí)間:2021-04-02
瀏覽次數(shù):2141
百科探秘:為何蒼蠅那么難拍?運(yùn)動(dòng)感知比人眼快6倍,機(jī)動(dòng)快50倍

每到夏季,蒼蠅就會(huì)鉆到你家廚房中亂串,讓你一陣心煩,每當(dāng)你拿起一本雜志或者其他東西想拍打蒼蠅時(shí),你的動(dòng)作總會(huì)落后蒼蠅半拍,無(wú)論你有多快,總有比你更快的蒼蠅??茖W(xué)家利用超高速攝影機(jī),揭示了蒼蠅在空中的機(jī)動(dòng)能力,其論文發(fā)表在2021年1月13日的《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào) B》上。

為何蒼蠅那么難拍?運(yùn)動(dòng)感知比人眼快6倍,機(jī)動(dòng)快50倍

?

研究人員選取的對(duì)象是生活中常見(jiàn)的家蠅,以及其他幾種蒼蠅類(lèi)型,家蠅歸類(lèi)為雙翅目蠅科,雙翅目的蒼蠅其后翅膀演變?yōu)榧?xì)小的棒狀結(jié)構(gòu),通過(guò)后翅的震動(dòng)可以感知身體平衡狀態(tài),從而幫助蒼蠅在飛行過(guò)程中穩(wěn)定身體。摘除后翅的蒼蠅將失去飛行方向性,飛行穩(wěn)定性大大降低,且不能垂直降落。

為何蒼蠅那么難拍?運(yùn)動(dòng)感知比人眼快6倍,機(jī)動(dòng)快50倍

?

起飛時(shí)間

超高速攝影機(jī)以每秒3000幀的速度記錄了蒼蠅的起飛動(dòng)作和飛行姿態(tài),發(fā)現(xiàn)雙翅目蒼蠅的起飛速度是其他蒼蠅的五倍,而且起飛過(guò)程只需要拍打一次翅膀,平均起飛時(shí)間為0.007秒,最慢的也不會(huì)超過(guò)0.014秒,而其他非雙翅目蒼蠅最慢起飛時(shí)間為0.039秒,大約需要拍打4次翅膀。

為何蒼蠅那么難拍?運(yùn)動(dòng)感知比人眼快6倍,機(jī)動(dòng)快50倍

?

飛行機(jī)動(dòng)性

研究人員稱(chēng),蒼蠅在躲避危險(xiǎn)起飛時(shí),總是在速度和平衡之間權(quán)衡,一旦起飛完成,在空中的蒼蠅將擁有超高的機(jī)動(dòng)性,其中家蠅能在0.01秒內(nèi)改變飛行航行,這比人類(lèi)眨眼還快50倍,而且蒼蠅的翅膀能產(chǎn)生足夠的力量,讓它在空中迅速地躲避危險(xiǎn)。

為何蒼蠅那么難拍?運(yùn)動(dòng)感知比人眼快6倍,機(jī)動(dòng)快50倍

?

曾在華盛頓大學(xué)研究飛行生物力學(xué)的弗洛里安·穆伊雷斯稱(chēng):蒼蠅的身體可以卷成90度,以最大限度發(fā)揮空中機(jī)動(dòng)性能,快速躲避捕食者。

特殊的視覺(jué)

蒼蠅之所以有如此之快的反應(yīng)速度,其特殊的視覺(jué)系統(tǒng)是關(guān)鍵,家蠅的復(fù)眼有大約4000個(gè)小眼,復(fù)眼雖然降低了分辨率,但是讓蒼蠅擁有極快的閃光融合率(類(lèi)比顯示屏的圖像刷新率)。

為何蒼蠅那么難拍?運(yùn)動(dòng)感知比人眼快6倍,機(jī)動(dòng)快50倍

?

人眼平均的閃光融合率約為60,如果眼前的物體運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快,就會(huì)導(dǎo)致人眼的視覺(jué)系統(tǒng)跟不上,于是我們看到的物體就是模糊的,分不清細(xì)節(jié)。

來(lái)自英國(guó)劍橋大學(xué)細(xì)胞神經(jīng)科學(xué)的教授羅杰·哈迪,將電極植入家蠅復(fù)眼的感光器中,測(cè)試其閃光融合率大約為每秒400次,這比人眼快了6倍多。這就意味著,我們看快速運(yùn)動(dòng)的物體是模糊的,但是在蒼蠅眼中就是慢動(dòng)作,24幀率的視頻在蒼蠅眼中就如我們看PPT,只是分辨率大大降低了,但是對(duì)于蒼蠅來(lái)說(shuō),速度比分辨率更重要。

為何蒼蠅那么難拍?運(yùn)動(dòng)感知比人眼快6倍,機(jī)動(dòng)快50倍

?

研究還顯示,家蠅的復(fù)眼擁有更廣的視角范圍,不需要轉(zhuǎn)頭就能看清360度的視角,起飛前200毫秒(0.2秒)就能通過(guò)視覺(jué)觀察到危險(xiǎn),從而調(diào)整好姿態(tài)并預(yù)判飛行方向和位置。

以上這些研究結(jié)果,說(shuō)明蒼蠅在速度上遠(yuǎn)快于人類(lèi),所以我們很難拍打到它,當(dāng)然我們可以借助一些滅蠅工具,比如蒼蠅拍就能大大提高你拍到蒼蠅的幾率。



關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào),在對(duì)話框:
回復(fù)【最新活動(dòng)】,了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】,了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營(yíng)】,了解最新科普研學(xué)營(yíng)
回復(fù)【科普課堂】,了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書(shū)籍】,了解最新科普書(shū)籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】,了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥(niǎo)知識(shí)】,學(xué)習(xí)觀鳥(niǎo)相關(guān)科普知識(shí)
回復(fù)【博物學(xué)院】,了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情
?

聽(tīng)說(shuō),打賞我的人最后都找到了真愛(ài)。
做科普,我們是認(rèn)真的!
掃描關(guān)注深i科普公眾號(hào)
加入科普活動(dòng)群
  • 參加最新科普活動(dòng)
  • 認(rèn)識(shí)科普小朋友
  • 成為科學(xué)小記者