Как колибри переключают «ментальные передачи» в полёте

Колибри используют две различные сенсорные стратегии для управления полётом в зависимости от того, парят они или движутся вперёд. К такому выводу пришли зоологи из Университета Британской Колумбии (UBC).

«При прямом полёте колибри полагаются на так называемую «внутреннюю прямую модель» — почти врождённый, интуитивный автопилот — для оценки скорости, — говорит ведущий автор исследования, опубликованного в Proceedings of the Royal Society B, доктор Викрам Б. Балига. — Слишком много информации поступает, чтобы полагаться непосредственно на каждый визуальный сигнал из окружающей среды».

«Но при зависании или работе с сигналами, которые могут потребовать изменения высоты, мы обнаружили, что они в гораздо большей степени полагаются на прямую визуальную обратную связь от окружающей среды в реальном времени».

Эти результаты не только дают представление о том, как крошечные, проворные птицы воспринимают мир во время переходов в полёте, но и могут повлиять на программирование бортовой навигации для автономных летающих и зависающих аппаратов следующего поколения.

«Бортовой самописец» колибри

Исследователи заставляли колибри многократно летать с насеста к кормушке в четырёхметровом тоннеле. Чтобы проверить реакцию птиц на различные визуальные стимулы, команда проецировала узоры на переднюю и боковые стены камеры. Каждый полёт снимался на видео.

В некоторых сценариях на боковые стены проецировали движущиеся с разной скоростью вертикальные полосы, имитирующие степень поступательного движения. Иногда горизонтальные полосы на боковых стенках имитировали изменение высоты. На передней стене исследователи проецировали вращающиеся спирали, создающие иллюзию изменения положения.

«Если бы птицы напрямую считывали сигналы от визуальных стимулов, мы ожидали бы, что они будут корректировать свою поступательную скорость в зависимости от скорости вертикальных полос на боковых стенках, — говорит доктор Балига. — Но хотя птицы действительно меняли скорость или полностью останавливались в зависимости от узоров, чёткой корреляции не было».

Однако во время полёта колибри более непосредственно корректировали своё движение в ответ на стимулы, указывающие на изменение высоты. А во время зависания птицы также гораздо точнее работали над корректировкой своего положения в ответ на смещающиеся спирали, которые команда проецировала на переднюю стену.

«Наши эксперименты были разработаны для изучения того, как колибри контролируют скорость полёта, — говорит старший автор статьи доктор Даг Альтшулер. — Но поскольку колибри делали спонтанные паузы для зависания во время своих полётов, мы обнаружили эти две различные стратегии для контроля разных аспектов их траекторий».