來自北美和南美的一種蒼蠅名叫Gnat Ogre ，是一種小型捕食者，它可以以極高的精度從空中捕捉其他昆蟲。
對於我們這些偶爾走路都會絆倒或撞到門框的人來說，很難想象一個大腦這麼小的生物體能夠巧妙地繞過各種障礙物，同時追逐快速移動的獵物。明尼蘇達大學和倫敦帝國理工學院的研究人員在《實驗生物學雜誌》上發表的一項新研究，佐證一隻小蒼蠅是如何做到這一點的。這為之後我們設計機器人、無人機等提供了寶貴的參考來源。
這項研究重點關注這種平均只有 7 毫米長的蒼蠅，它原產於北美和南美，以其在飛行中極其精確地追捕和捕捉其他昆蟲的能力而聞名。這種昆蟲的微小大腦可以引導它捕捉移動中的物體，更了不起的是，它可以同時避免撞到障礙物。研究人員著手研究這種蒼蠅如何結合兩組大腦到肌肉的指令。
明尼蘇達大學飛行系統實驗室 (FLYSY) 的負責人 Gonzalez-Bellido 說：“掠奪性生活方式非常重視神經效能以快速準確地移動，而這種壓力在微型動物中更加多見，因為它們的神經元較少。不過，Gnat ogres會攔截它們的獵物（類似於在足球比賽中接過過肩傳球），所以我們想知道它們的策略有多靈活，以及這些蒼蠅能否應對攔截過程中的額外挑戰，例如他們路上的突發障礙。”
在塑膠誘餌、釣魚線和高速影片的幫助下，研究人員將在有障礙物時追逐誘餌的蒼蠅影片記錄與透過障礙物逃避飛行移動物體追蹤飛行模型預測的飛行軌跡進行比較，研究人員發現，Gnat ogres會根據兩者的混合不斷調整它們的路徑視覺刺激的型別。如果障礙物大到足以遮擋獵物超過 70 毫秒，Gnat ogres很可能會放棄追逐。但如果視線幾乎沒有被打斷，蒼蠅越過障礙物後，追逐繼續進行。
“我們發現，僅靠簡單的視覺反饋，即對事物做出反應而不是提前預測，就可以用來快速解決複雜的導航挑戰。”FLYSY 實驗室的Fabian 說，“這項工作表明，即使是大腦相對較小的生物，也能夠以我們幾乎看不到的速度執行極端和精確的行為。”
研究人員將蒼蠅如此迅速地調整其軌跡的能力歸因於它的小尺寸，這使得訊號可以從眼睛快速傳播到大腦再到飛行肌肉。未來的研究將包括測試小動物在起飛前可以獲得哪些關於目標的資訊，以及它們如何知道要攻擊什麼。
“當前的機器人技術傾向於使用額外的、昂貴的感測器來執行避障任務。但是，像研究中觀察的蒼蠅一樣，小型昆蟲只能使用來自其視覺系統的資訊，並且能量預算很小。”Fabian 說，“更清楚地瞭解他們如何結合這些感官資訊以對複雜的導航挑戰，從而產生準確和快速的行為反應，有助於激發機器人感測能力的未來創新。”
本文由升哲科技編譯，轉載請註明。
