في أي موقف صعب ، انتقل إلى اليمين. لماذا لا تصطدم الطيور في الطيران

موقع الطائرات في الوقت الفعلي في

كل عام هناك المزيد والمزيد من الطائرات في السماء: وفقًا لـ FlightRadar24 ، هناك 12 385 سفينة في الهواء في الوقت الحالي ، وهذا لا يأخذ في الاعتبار الجيش. في غضون بضع سنوات ، يمكن لآلاف من طائرات بدون طيار البريد الانضمام إليها لتسليم البضائع والطرود.

في هذه الحالة ، يطرح السؤال: كيفية ضمان سلامة الرحلات الجوية؟ هل هناك طريقة لإنشاء نظام تفادي الاصطدام التلقائي بحيث يعمل على جميع السفن المأهولة وغير المأهولة؟ حسنًا ، في تطوير أنظمة الملاحة الفعالة ، يمكن لصناعة الطيران تعلم الكثير من الطيور والحشرات. أتقنت الطيور الملاحة في الهواء قبل 150 مليون سنة ، والحشرات قبل 350 مليون سنة. لديهم بداية كبيرة في البحث والتطوير.

من الواضح أنه خلال فترة طويلة من التطور ، طورت الطيور والحشرات خوارزميات معينة لتجنب الاصطدام أثناء الطيران. يقترح العلماء أن مثل هذه الخوارزميات يجب أن تكون أكثر فعالية في الطيور ، لأن أجسامهم ليست مقواة بالهيكل الخارجي ، كما هو الحال في الحشرات. الطيور أثقل من الحشرات وتطير بسرعات أعلى. لديهم أجسام هشة. من الواضح أن الاصطدام أثناء الطيران سيكون مؤلمًا جدًا للطيور. مثل هذا الطائر أقل عرضة لترك النسل. أي أن نظام تجنب الطيران هو علامة مواتية في الاختيار الطبيعي.

في السنوات السابقة، درس العلماء كيف تتحرك الطيور بعيدا عن العقبات ، يطير في تضييق الفجوات و الحفاظ على المسافة بينهما في حزمة. لكن السؤال لم يتم التحقق منه على الإطلاق: ماذا يحدث عندما تطير عصفوران في مسار تصادم. ماذا يفعلون بعد ذلك؟

حدد البروفيسور مانديام سرينيفاسان من جامعة كوينزلاند ، أستراليا ، مهمة دراسة الاستراتيجيات التي تستخدمها الطيور لتجنب الاصطدامات في الدورات القادمة. للقيام بذلك ، من جانبين من النفق بطول 21.6 متر ، تم إطلاق أزواج من الطيور تجاه بعضها البعض. تم اتخاذ الإجراءات المحتملة للطيور ذات الأهمية كافتراضات في شبكة بايزي لحساب احتمالية وجودها. تمت مقارنة الاحتمالات المتوقعة مع الحقائق الملحوظة. وهكذا ، توصل الباحثون إلى استنتاجات حول استراتيجيات تجنب الاصطدام التي تنطبق على الطيور.


نفق اختبار. تظهر الخطوط المنقطة الزرقاء والحمراء مجالات رؤية كاميرات المراقبة.

قبل الاختبار ، تم تدريب 10 من طيور الببغاء الذكور ( Melopsittacus undulatus ) على الطيران في النفق من البداية إلى النهاية وحدها.

درونغو واحد من عشرة طيارين شاركوا في الدراسة

وفي 4 أيام تم تسجيل 102 رحلة تجريبية لـ 7 أزواج تتكون من 10 ببغاء. لم يسجل تصادم واحد. ثم أجرينا تحليلاً لمقاطع الفيديو مع تحديد كيفية تحول الطيور إلى الجانبين أو في الارتفاع عند الاقتراب من بعضها البعض.

كانت النتائج غير متوقعة. كما يتبين من الجدول ، أظهرت الطيور ميلًا إلى التحول دائمًا تقريبًا إلى اليمين ، على الرغم من أن احتمال حدوث هذا التحول يختلف اختلافًا كبيرًا من فرد إلى آخر.




هذا استنتاج غريب للغاية. أظهر بحث سابق على النحل أن النحل يميل إلى التحول إلى اليسار عند الاقتراب من بعضها البعض. بطريقة أو بأخرى ، لكن الميل إلى التحول في اتجاه معين هو معرفة مهمة. من الواضح أن هذه المعرفة يجب أن تكون هي نفسها لجميع الأفراد. إذا تحركت الطيور في اتجاه عشوائي عند الاقتراب ، فعند اختيار اليسار / اليمين ، فإن احتمال الاصطدام سيكون 50 ٪.

طارت الببغاوات في النفق على ارتفاعات مختلفة. لقد وجد العلماء أن بعض الأفراد يفضلون الطيران دون / فوق فرد معين آخر ، والذي لا يتناسب مع التوزيع الطبيعي.


تفضيل فرد معين للطيران فوق أو تحت فرد آخر

على الرغم من الحالات الفردية للتغيرات في ارتفاع الطيران ، بشكل عام ، لا تغير الطيور الارتفاع عند الاقتراب ، ولكنها تتغير في المستوى الأفقي. في معظم الأحيان - إلى اليمين. خلص العلماء إلى أن الببغاء هم قواعد حركة غريبة ، موصولة على "مستوى الأجهزة". ربما ، قد يكون هذا بسبب الاختلاف في نصفي الدماغ الأيمن والأيسر. لذا ، في الببغاوات ، يكون النصف الأيمن والعين اليسرى مسؤولين عن المهام التكتيكية ، مثل الكشف عن الاصطدام المحتمل أثناء الطيران. في المقابل ، يقوم نصف الكرة الأيسر والعين اليمنى بأشياء أخرى ، مثل صيانة الطيران والتحكم في السرعة. بالمناسبة ، هذه إحدى المزايا التطورية للحيوانات ذات الوظائف المختلفة لنصفي الكرة الأيمن والأيسر (لمزيد من التفاصيل انظر العمل العلمي "البقاء على قيد الحياة مع دماغ غير متماثل: مزايا وعيوب الجانب الجانبي للدماغ ").

وبالتالي ، أكدت الدراسة أن وجود أبسط القواعد العامة سيسمح للحيوانات أو الآلات بتجنب الاصطدام.

أولاً ، تحتاج إلى الموافقة على التحول في اتجاه واحد. لا يهم - إلى اليسار أو اليمين ، ولكن يجب على الجميع التحول إلى جانب واحد.

ثانيًا ، تطوير خوارزمية لتغيير الارتفاع. يجب أن يتحرك أحد المشاركين في الحركة ، والآخر - لأسفل. يمكن تنفيذ قواعد تغيير الارتفاع بطرق مختلفة. على سبيل المثال ، قم بتعيين رقم تسلسلي هرمي لكل طائرة على حدة. عند مقابلة طائرة ذات رقم أعلى في التسلسل الهرمي ، يتحرك دائمًا لأعلى ، وبأقل - لأسفل. إن التسلسل الهرمي العالمي ليس من السهل تنفيذه ، ويتطلب تبادل المعلومات بين المحاكم قبل التقارب. خيار آخر هو تعيين كل طائرة لقاعدة تغيير عشوائي لأعلى أو لأسفل. في هذه الحالة ، سيتم تقليل خطر الاصطدام من 100٪ إلى 50٪.

لم يتمكن العلماء بعد من فهم كيفية اختيار الطيور لاتجاه النزوح في الارتفاع. ربما لديهم أيضا بعض التسلسل الهرمي.

تم نشر المقال28 سبتمبر 2016 في مجلة PLOS One (doi: 10.1371 / journal.pone.0162435).

Source: https://habr.com/ru/post/ar397895/