蛇会扭动自己的身体,使其在陆地上或在水中推进,但是尚不清楚为什么有的蛇会在空中飞行的机理。现在,弗吉尼亚理工学院和弗吉尼亚州立大学的一个科学家团队研究了一种称为天堂金花蛇(学名:Chrysopeleaparadisi)的蛇的飞行动作,这种蛇是从树顶抛射飞行的物种,一次滑行能水平飞行达米之远。该最新研究成果论文,题为:“起伏使滑行的蛇能飞行”,发表在今天的《自然物理》杂志上。飞蛇滑行时,它们会使用空中起伏。为了确定空中起伏是否蛇的一种飞行控制策略,研究团队使用高速运动摄像机捕捉测量了蛇的滑行并开发了一种新的滑行动力学模型。通过对蛇的运动进行分析,研究人员发现,蛇在空中时会在水平和垂直波中使它们的身体起伏,并且使它们的身体弯曲以使头部向上和向下倾斜。蛇翼体的重建表明,空中起伏是由水平和垂直波组成的,它们的相位相差90°,频率相差两倍。利用这些结果,研究人员开发了包含空气动力学和惯性效应的蛇飞行的三维数学模型。这些蛇滑行时会张开肋骨并左右摇摆,从而使身体变平,以每秒约10米的速度行进。这种变平起伏稳定了旋转运动并显着提高了滑行性能。这项工作证明了蛇的空中起伏与已知的其他动物起伏的作用不同,并且为动态飞行机器人提供了新的控制模板。然后,研究人员建立了一个数字3D模型,以模拟蛇的滑行并查看起伏对它们的飞行有什么影响。在没有起伏的情况下,模型显示蛇会迅速向下倾斜或俯仰滚动,在空中时变得不稳定。有了它,大多数模拟都显示出稳定的滑行。在其他环境中,蛇和其他动物会起伏运动。研究人员:“他们在地面上推挤自己的周围环境,或者在游泳时推挤水。”但是在飞行情况下蛇的空中飞行的起伏与已知的其它动物飞行起伏的作用不同。这项研究发现为动态飞行机器人提供了新的滑行动力学模型控制模板。参考:Undulationenablesglidinginflyingsnakes.NaturePhysics.Published:29June
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