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在交配的过程中,雄蛾会利用空的信息素气味导航,并在数百米外找到她。它包括两个步骤:找到信息素,然后逆风飞行。了解这些昆虫的行为对无人机研究有用吗?最近,美国加州大学昆虫学教授林·卡德(Lin Kade)的研究小组利用计算机模拟技术证明,这些昆虫行为可以帮助无人机快速找到信息素,然后找到目标。
这个研究小组的模拟数据是基于对舞毒蛾行为的观察和风洞试验。在模拟环境中,他们设定自然风向和纤细的信息素,让100多只虚拟飞蛾同时在无边无际的环境中寻找气味,这在野外条件下很难直接观察和测量。
仿真实验表明,那些设置为搜索信息素的无人机不需要检测风向。我们的模拟显示,随机游泳,即随机跟随风向,偶尔调整方向,是寻找信息素的最快方法,这可能是雌蛾寻找配偶的途径。林肯说。他说这种策略是最容易找到信息素的,这个结论与他们以前对飞蛾的观察一致。
先前的理论模型倾向于将信息素搜索与飞行方向结合起来,例如侧风飞行模式。本研究证明侧风飞行并不是预测的最佳飞行模式,顺风飞行是最不成功的。
卡德说,在模拟实验中,一旦飞蛾发现了信息素,它们就会在逆风方向寻找气味的来源。这一过程在飞虫如飞蛾、苍蝇和蚊子中很容易理解。然而,这些昆虫如何找到信息素并找到最有效的搜索策略,即以最省力的方式飞行,还没有得到深入研究。他认为这一研究结果可能会启发无人机的研究:例如,寻找污染源的无人机可以模拟昆虫在自然界寻找信息素、寻找气味和寻找目标的路径。(记者李媛媛)