蜂鳥是鳥類世界的奧林匹克體操運動員。它們 以驚人的速度飛馳，在空中盤旋，並向各個方向飛行，包括向後和倒立飛行。它們甚至可以表演翻轉。
研究人員在 英國皇家學會學報B輯：生物科學 中報告說，為了實現如此的敏捷性，蜂鳥使用不同的視覺處理模式來控制不同型別的飛行。特別是，科學家們發現了一種看似獨特的模式，可以在蜂鳥向前飛行時引導其速度。
這些發現來自於對 3,500 多次蜂鳥飛行的分析，這些飛行發生在一個 12 英尺長的隧道內，隧道一端有一個棲木，另一端有一個餵食器。投射在隧道壁上的移動圖案操縱了蜂鳥的視流感——在世界中穿梭時對周圍環境的感知運動。這種運動的速度，稱為圖案速度，是許多動物用來調整自身速度和位置的關鍵視覺線索。
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研究人員預計，如果蜂鳥使用圖案速度線索來控制其向前飛行速度，他們會看到鳥類隨著側壁上投射的垂直條紋同步加速或減速。但相反，“似乎更像是它們有自己的內部速度計或內部儀表”用於向前飛行，不列顛哥倫比亞大學的比較生理學家、研究合著者維克拉姆·巴利加說。
任何違背蜂鳥對其周圍環境應如何變化的期望的運動都會減慢鳥類的速度——即使是向餵食器移動的垂直條紋，研究人員原本預計這會使它們加速。然而，當盤旋或向上或向下移動時，鳥類會根據它們看到的投射圖案來發出運動指令。
不列顛哥倫比亞大學專門研究複雜運動的動物學家、研究合著者道格·奧特舒勒說，在這些不同的飛航模式之間切換的能力是蜂鳥獨特敏捷性的基礎。蜂鳥的大腦已經進化到可以快速地從視覺訊號過渡到運動輸出。“你觀察它們飛過森林，它們躲避樹木和在風中移動的樹枝——以及彼此，”他說。“它們擅長接收大量複雜的視覺資訊，並從中制定穩健且安全的飛行計劃。”
進一步的研究將深入探討鳥類預測其運動將如何影響周圍景觀流動的方式。賓夕法尼亞州立大學的機械工程師程波說，瞭解這一點可能有助於工程師改進無人機技術。“我們能否為這種光流預測開發一個數學模型？”程問道。如果是這樣，“那對無人機來說將非常有用。”