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撰文 | 埃琳·拉普安特（Ellyn Lapointe）
翻译 | 仇艳菲
蜂鸟是鸟类世界的奥运体操运动员。它们能以惊人的速度飞来飞去，能原地盘旋，也能朝各个方向飞行，包括向后飞行和倒立飞行。它们甚至还能表演空翻。
在一篇刊于《英国皇家学会会刊B》（Proceedings of the Royal Society B）的论文中，研究人员指出，蜂鸟为了实现这种灵活性，使用了不同的视觉处理模式来控制不同类型的飞行。更为特别的是，科学家发现了一种看似独特的模式，它能让蜂鸟在向前飞行时控制速度。
这些发现来自对蜂鸟超过3500次飞行的分析。研究人员让蜂鸟在一条长约3.7米的通道中飞行，通道的一端是栖木，另一端是饲喂器。投射在通道壁上的移动图案会操纵蜂鸟对视觉光流（optic flow）的感受，即飞行时对周围环境运动的感知。周围环境运动的速度被称作图案速度，是许多动物在移动过程中用来调整自身速度和位置的关键视觉线索。
研究人员预计，如果蜂鸟是利用图案速度作为线索来控制向前飞行的速度，他们将会观察到蜂鸟根据投射在侧壁上的垂直条纹同步地加速或减速。然而与之相反，该研究的合著者、加拿大不列颠哥伦比亚大学（University of British Columbia）的比较生理学家维克拉姆·巴利加（Vikram Baliga）却表示：“蜂鸟似乎更像是根据自己内部的速度计或仪表来控制向前飞行的速度。”
任何与蜂鸟对周围环境变化预期相违背的图案运动都会减缓它们的飞行速度，哪怕是朝着饲喂器移动的垂直条纹也是如此，而研究人员本以为这会让蜂鸟加速。然而，当蜂鸟在空中盘旋或上下移动时，它们的动作指令基于的是看到的投影图案，就像其他飞鸟一样。
该研究的合著者、不列颠哥伦比亚大学的动物学家道格·阿特舒勒（Doug Altshuler）说，在这些不同飞行模式之间切换的能力是蜂鸟非凡敏捷性的基础。蜂鸟的大脑已经演化出了从视觉信号到运动输出的快速转换能力。他说：“你看它们在森林中穿梭，躲避树木、风中摇晃的树枝和彼此。它们擅长接收大量复杂的视觉信息，并从中制定出稳健安全的飞行计划。”
研究人员将进一步深入探讨鸟类如何预测自身运动对周围景象变化的影响。美国宾夕法尼亚州立大学（Pennsylvania State University）的机械工程师程博（Bo Cheng，音译）说，了解这一点有助于工程师改进无人机技术。“我们能否为这种视觉光流的预测开发一个数学模型呢？”他问道，如果可以的话，“那或许对无人机而言非常有用。”
本文选自《环球科学》2024年4月刊“前沿”栏目。
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