如何预判苍蝇的走位?(如何预判苍蝇走位)


大家在打苍蝇时,会不会有一种感觉,那就是苍蝇的”幻影移形“比想象中要快很多,这样造成的困难就是——怎么打都打不到!

感觉苍蝇就是“绝世武林高手”,走位很飘忽,那为什么苍蝇的身手如此敏捷?

下面请看苍蝇主演的《逃跑计划》。

好了,有点跑题,我们要研究苍蝇的走位,其实意思是一样的。

那么应该怎样打苍蝇呢?

首先,需要搞清楚一件事情,为什么苍蝇移动得比较快?

有因必有果,这次的因就是苍蝇有一套不得了的视觉器官,那就是复眼。

复眼,简单说就是有很多数量的小眼组成的器官,一个个六边形的小眼,大概有 4000 个,这样一来视野范围可谓 360°全景式覆盖。

那么,有了此等利器,在人类社会可谓“进退有度”。

气死你们人类,就是抓不住我!

那么回到刚才的问题,为什么苍蝇移动得比较快?

其实,答案也很简单,与其说苍蝇动得快,不如说这个世界在它眼中移动得太慢了。

在苍蝇眼中,一切都是慢动作!

慢动作也分级别的,不同物种是截然不同的:以人为例,如果人看到的速度为匀速,那么海龟的眼中,是原速的 2 倍,放到苍蝇眼中,就是慢了 4 倍。

来自剑桥大学的研究人员曾经做过一个实验,他们利用慢动作摄像机记录杀手蝇捕食果蝇的过程。

为什么要选择杀手蝇?

首先这是一种在欧洲的小型食肉动物,更重要的是因为在所有苍蝇中,杀手蝇的视觉速度最快。

根据视频记录,杀手蝇先是按兵不动,当果蝇距离它约 7 厘米时,发生了神奇的一幕。

如果让人来描述,这神奇的一幕就是研究人员“眼前一花”,定睛再看时,发现果蝇已经被杀手蝇“按在身下摩擦”了。

就是这么神奇,好像一切发生在瞬间,但事情真的这么简单吗?

科研人员马上看录像,回看慢动作才发现,更震撼的还在后面。

就是这么短短的一瞬,杀手蝇居然做了很多事情。

在试图捕捉果蝇的过程中,它居然绕着它“旋转跳跃”来了三圈,最终才成功抓住果蝇的前腿。

如果对起飞和着陆的过程进行计时,会发现这一过程只花了不到 1 秒钟。

对人而言,1 秒钟真的就是转瞬即逝,但在苍蝇眼中,太慢了!

到此可以理解一件事情了,想要打住苍蝇真的不是一件简单的事情,毕竟苍蝇面对的生存压力远比这个大多了。

当你接近苍蝇时,恐怕它已经把人生都思考完了。

当然,法宝只有一件也不太美妙,自然是越多越好,于是为了能快速躲避人的手掌,除了有灵敏的眼睛,苍蝇还有另一个武器——平衡棒。

在昆虫学家眼中,苍蝇的后翅已经退化成平衡棒,这俩棒子可不是白长的,因为它们用来调节翅膀的运动方向,也就是顾名思义“保持平衡”。

这玩意长得像哑铃,但苍蝇不是用它来“练肌肉的”,而是时刻调整飞行方向。

有了它,腰也不酸了,腿也不疼了,一口气跑二十楼——哎呀,跑错片场了!

有了它,苍蝇就能“狂野飙车”了,挂倒档一路向北,也就是可以往后倒车,这样逃避危险的方式又多了一种,不然就只能原地打转了。

苍蝇如此“强大”,难道我们要束手就擒吗?等等,这话有点别扭。

我们真的就对付不了这个小家伙吗?

记住,人也不是好对付的,为了实现这个愿望,人开始研究苍蝇的飞行特点。

打苍蝇,可以在苍蝇刚降落时进行,或者在苍蝇起飞时进行,因此就从这两方面入手吧。

首先,对于苍蝇的降落,人类给出了一定的观察。

苍蝇的降落方式多种多样。有些苍蝇会把前腿拿出来放在物体表面,然后再把身体摆到位,好似后空翻。而另一些苍蝇的着陆方式则更像是滚桶。

综合这些观察,研究人员发现苍蝇主要依靠视觉来完成这些动作,比如前方出现天花板时,它必须在 50 毫秒内决定自己如何倒转身体并用脚抓住天花板。

当然,除了降落,关于苍蝇的飞行特点,人类也没有放弃研究。

苍蝇有两对翅膀,前翅强大,后翅刚才说了已经变成平衡棒。

苍蝇的前翅只能用厉害形容,因为飞行时它是按照倒“8”字形来振动翅膀的。

这种振翅方式有什么好处呢?

可以制造漩涡状气流,如果找一个参照物,那就是龙卷风了,能产生向上和向前强大的力量,把空气阻力变成动力。当然这些动力的来源是苍蝇强大的飞行肌肉,就在胸背部外骨骼的下方。其中,连接翅膀和飞行肌肉的关节非常灵活,可以自身转动来让翅膀扭动。

因此,飞行这件事情绝对不简单,不是忽闪两下翅膀就可以完成的,对苍蝇而言,那是一个复杂的拍打和扭动运动共同作用的结果。

根据观察,苍蝇起飞阶段呈现的特点是,需要通过中足和后足(总之不是国足)进行“蹬地”弹跳,当然苍蝇不是跳高选手,在完成弹跳后苍蝇必须快速打开翅膀,然后就可以“一飞冲天”。

接下来,苍蝇会往哪里飞呢?

当苍蝇的初始速度为 1km/h,在 0.03 秒离地并展翅,飞行路线与地面的角度常常小于 40 度。

在这种情况下,普通人的反应时间为 0.1 秒,根据一系列计算可得出,抓住苍蝇需要在离地 1cm、半径为 2cm 的圆内。

转化成实际操作就是,手呈现握球姿势,慢慢靠近苍蝇,然后对准苍蝇快速横扫。

注意要点:不要直接下扣!

因为苍蝇极少选择垂直起飞,苍蝇会横向逃生,从而飞出手掌心范围。

说完了这些重要部分,再提一个小点。

事实上,苍蝇身上的体毛也在逃跑中起到重要作用。当人试图用手掌拍打时,体毛可以感知空气流动的改变,哪怕看到手只移动了几百毫秒,苍蝇的大脑已经做出反应,下一步怎么逃已经准备好了。

不得不说,苍蝇能如此飞行,绝对是神经系统和运动系统完美配合才能完成。

好吧,看到这里,感觉苍蝇似乎也没有那般讨厌了,不打就不打了。

老夫放下屠刀,立地成佛。

“啪!”

谁把灯关了!

老子打不死苍蝇,还打不了你!

参考文献

[1]赵熙熙. 科学家研究苍蝇如何着陆[N]. 中国科学报,2019-10-25(002).

[2]赵创新. 苍蝇的起飞过程[A]. 北京航空航天大学.首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(上册)[C].北京航空航天大学:中国力学学会,2004:5.

[3]黄海洋,赵励耘,刘来福.苍蝇追逐行为的动态模型[J].数学的实践与认识,2009,39(01):146-153.

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