如果你的公共汽車在高速急轉彎時感到失去了平衡，或者當你在拐角處開得太快時感覺到汽車打滑，你就會體驗到離心力的影響。在向前移動的同時向前轉動會產(chǎn)生一個力，可以將轉動物體拉離轉彎方向。你走的越快，轉彎越鋒利，你經(jīng)歷的離心力就越大，失去控制的可能性就越大。

這就是為什么當我們接近轉彎時，我們和其他動物往往會減速?？茖W家們已經(jīng)在少數(shù)動物中觀察到了這種行為;然而，Mandyam Srinivasan教授的實驗室是第一個在數(shù)學上分析這種現(xiàn)象中速度，曲率和離心力之間關系的實驗室。

轉動時，蜜蜂保持恒定的離心力

昆士蘭大學昆士蘭腦研究所的博士生Mahadeeswara Mandiyam和Srinivasan教授的研究使用了一個高速多攝像頭系統(tǒng)來捕捉當入口被暫時阻擋時蜂巢外游蕩的蜜蜂視頻片段，創(chuàng)造了一個“蜜蜂”云蜂巢外面。

這種半戶外的“蜜蜂云”實驗是同類中的第一個，并且比以前用于研究蜜蜂避免碰撞行為的實驗更接近現(xiàn)實。

數(shù)學分析高速視頻以研究蜜蜂在云中的飛行行為。

Srinivasan教授和Mandiyam先生希望能夠更好地理解在不受離心力破壞的情況下保持所需飛行軌跡的復雜機動。

蜜蜂的速度，加速度和轉彎銳度均使用矢量微積分計算，以研究蜜蜂在轉彎時如何保持控制。

科學家發(fā)現(xiàn)蜜蜂在進入轉彎時速度會降低，而在退出時會增加。這在數(shù)學上證實了對其他動物如果蠅，蝙蝠和馬的轉向行為的觀察。

值得注意的是，無論轉彎的尖銳程度或蜜蜂行進的速度如何，蜜蜂都能夠在轉彎時保持大致恒定的向心加速度，從而最大限度地減少離心力對其飛行路徑的影響。向心力將物體拉向轉彎中心，而離心力將物體推離中心。

蜜蜂放慢速度以保持力量不變

研究人員假設這種恒定的向心加速是蜜蜂積極努力減少“側滑”的結果，或者是由于過度的離心力(如公共汽車轉得太快而你摔倒)而失去控制的結果。

“當一只蜜蜂轉彎時，它會以適當?shù)姆绞角擅畹亟档退乃俣?，使它所?jīng)歷的離心力始終保持不變，”Mandiyam先生說。

“轉彎越快越好，蜜蜂行進的速度越快，蜜蜂將會經(jīng)歷的離心力越大;蜜蜂在轉彎時會減速，從而解決這個問題，”他說。

有趣的是，蜜蜂沒有表現(xiàn)出對左轉或右轉的偏好，這可能是動物避免碰撞的一個重要方面。

研究人員還發(fā)現(xiàn)蜜蜂在游蕩轉彎和與其他蜜蜂的親密接觸期間保持大致相同的加速度，這意味著蜜蜂的轉向動力學是相同的，無論背景如何。

研究人員現(xiàn)在正在探索用于在這些近距離轉彎期間引導防撞機動的感官信息。

為了創(chuàng)造更好的飛行控制

長期以來，Srinivasan教授和他的實驗室都對蜜蜂飛行模式感興趣。他們希望更好地了解蜜蜂的飛行行為，將其融入具有先進飛行控制和導航能力的空中機器人和地面車輛中。

“我們的主要目標是了解蜜蜂如何避免碰撞，這是我博士的核心目標，”Mandiyam先生說。

“這種理解可以用于機器人，也適用于飛機以及地面車輛。

“如果車輛需要通過一個急轉彎，它必須這樣做，使離心力在一定的可控范圍內(nèi)，否則它可以在所謂的側滑中射擊。”

“我們可以運用我們的知識，了解蜜蜂如何協(xié)調(diào)轉向這些情況，以避免在空中和地面車輛中出現(xiàn)側滑。”