蜂鸟飞行数据揭示了敏捷飞行的秘密

实验室级别的飞行跟踪已经变得很疯狂，这为研究一些最炫的自然杂技和野生蜂鸟创造了一种广泛的新方法。

其中一个发现是:体型较大的蜂鸟在敏捷性方面似乎不会受到体型的限制。战舰的机动性可能不如皮艇，但在一项针对25个物种的研究中，体型较大的蜂鸟在转弯时的加速或制动能力胜过体型较小的蜂鸟。测量结果显示，与体型较小的物种相比，这些物种拥有更大的肌肉能力，而且它们的翅膀往往比体型较小的物种更大。研究人员在2月9日的《科学》(Science)杂志上报告说，这些提升有助于解释为什么这些物种尽管体型庞大，却能如此敏捷。

利用高速摄像机阵列和实时跟踪软件在野外条件下执行，研究人员可以分析200多只自然转向的野鸟。有超过33万的鸟类飞行记录，研究人员可以比较不同物种的敏捷度。这是首次对野生鸟类的自然飞行动作进行比较研究，来自渥太华史密森保护生物研究所的合著者Roslyn Dakin说。

加州大学河滨分校的克里斯托夫·j·克拉克(Christopher J. Clark)说:“让这项研究有明显进展的是他们使用的方法。”他的蜂鸟研究揭示了鸟类羽毛在飞行过程中是如何发出叫声的(SN: 4/4/15, p. 5)，但他没有参与这项新研究。

在实验装置中，四个摄像机拍摄了一个临时的飞行舱。定制的电脑软件可以让研究小组在鸟类探索空间的过程中以3-D的方式跟踪它们。

该项目始于近10年前，当时合著者保罗·塞格雷(Paolo Segre)进行了调整，然后将飞行跟踪系统拖到厄瓜多尔、哥斯达黎加和秘鲁——在这些地方可以找到翅膀形状和身体大小不同、但装备很硬的蜂鸟。当时，他需要五台电脑，有时只用亚马逊的太阳能板和一台发电机。“我们住在一间茅草屋里，”他说，“坐船几个小时就到。”猴子们把头伸了进去。从那以后，电脑得到了改进，一台机器就足以运行软件。

这篇新论文使用了一些来之不易的数据，将重点放在两种转弯动作上——一种是简单的飞行弧线，另一种是投球翻滚的动作，达金称之为“在一角硬币上转弯”。这包括鸟的身体倾斜，然后在原地旋转。

在海拔较高的野外地点，鸟类的敏捷性似乎没有受到影响。从理论上讲，更少的氧气和更低的气压会使运动员的飞行更加困难。同一组研究人员早先进行的一项研究发现，安娜的蜂鸟(Calypte Anna)的加速速度更慢，而且在比它们的家高的高度也会出现其他表现失音。然而，把这些高海拔地区称为家的鸟类已经适应了这种环境。

研究蜂鸟，甚至一般鸟类，如何机动一直是一个难题。以前理解鸟类运动的方法仅限于捕捉动物执行既定任务的数据。“芭蕾舞演员有很多不同的动作，”克拉克说，但“到目前为止，我们只研究了个人的动作。现在研究人员开始“将整个舞蹈组合在一起”。