En cualquier situación difícil, vuela a la derecha. ¿Por qué las aves no chocan en vuelo?

Ubicación de la aeronave en tiempo real

Cada año hay más y más aeronaves en el cielo: según FlightRadar24 , hay 12 385 embarcaciones en el aire en este momento, y esto no tiene en cuenta a los militares. En pocos años, miles de aviones no tripulados no tripulados pueden unirse a ellos para entregar bienes y paquetes.

En esta situación, surge la pregunta: ¿cómo garantizar la seguridad de los vuelos aéreos? ¿Hay alguna manera de crear un sistema automático de prevención de colisiones para que funcione en todos los buques tripulados y no tripulados? Bueno, al desarrollar sistemas de navegación efectivos, la industria de la aviación puede aprender mucho de las aves y los insectos. Las aves dominaban la navegación en el aire hace 150 millones de años y los insectos hace 350 millones de años. Tienen una gran ventaja en I + D.

Obviamente, durante un largo tiempo de evolución, las aves y los insectos han desarrollado ciertos algoritmos para evitar colisiones en vuelo. Los científicos sugieren que tales algoritmos deberían ser más efectivos en las aves, porque su cuerpo no está reforzado con un exoesqueleto, como en los insectos. Las aves son más pesadas que los insectos y vuelan a mayor velocidad. Tienen cuerpos frágiles. Obviamente, una colisión en vuelo será muy dolorosa para las aves. Es menos probable que tal ave deje descendencia. Es decir, el sistema de evitación de vuelo es claramente una señal favorable en la selección natural.

En años anteriores, los científicos investigaron cómo las aves se alejan de los obstáculos , vuelan en ranuras estrechas y mantienen su distancia en una bandada.. Pero la pregunta nunca ha sido investigada: qué sucede cuando dos pájaros vuelan en un curso de colisión. ¿Qué hacen entonces?

El profesor Mandyam Srinivasan de la Universidad de Queensland, Australia, estableció la tarea de estudiar qué estrategias utilizan las aves para evitar colisiones en los próximos cursos. Para hacer esto, desde dos lados del túnel de 21,6 metros de largo, se lanzaron pares de pájaros uno hacia el otro. Las posibles acciones de las aves de interés se tomaron como hipótesis en la red bayesiana para calcular su probabilidad. Las probabilidades predichas se compararon con hechos observables. Por lo tanto, los investigadores sacaron conclusiones sobre las estrategias para evitar colisiones que se aplican en las aves.


Túnel de prueba Las líneas de puntos azules y rojas muestran los campos de visión de las cámaras de vigilancia.

Antes de la prueba, 10 periquitos machos ( Melopsittacus undulatus ) fueron entrenados para volar el túnel de principio a fin solos.

Drongo, uno de los diez periquitos que participaron en el estudio.

En 4 días, se registraron 102 vuelos experimentales de 7 pares, que constan de 10 periquitos. No se registró una sola colisión. Luego realizamos un análisis de los videos con la fijación de cómo las aves se movían hacia los lados o en altura cuando se acercaban entre sí.

Los resultados fueron bastante inesperados. Como se puede ver en la tabla, las aves mostraron una tendencia a moverse casi siempre hacia la derecha, aunque la probabilidad de tal cambio varía mucho de un individuo a otro.




Esta es una conclusión muy curiosa. Investigaciones anteriores sobre las abejas mostraron que las abejas tienden a desplazarse hacia la izquierda cuando se acercan entre sí. De una forma u otra, pero la tendencia a cambiar en una dirección determinada es un conocimiento importante. Obviamente, este conocimiento debería ser el mismo para todos los individuos de la población. Si las aves se mueven en una dirección aleatoria al acercarse, al elegir izquierda / derecha, la probabilidad de colisión será del 50%.

Los loros en el túnel volaban a diferentes alturas. Los científicos han descubierto que algunos individuos específicos claramente prefieren volar por debajo / por encima de otro individuo específico, lo que no se ajusta a la distribución normal.


Preferencia de un individuo específico para volar sobre o debajo de otro individuo

A pesar de los casos individuales de cambios en la altitud de vuelo, en general, las aves no cambian de altitud al acercarse, sino que cambian en el plano horizontal. Muy a menudo, a la derecha. Los científicos concluyen que los periquitos son reglas de movimiento peculiares, conectadas al "nivel de hardware". Probablemente, esto puede deberse a la diferencia en los hemisferios izquierdo y derecho del cerebro. Entonces, en los loros, el hemisferio derecho y el ojo izquierdo son responsables de las tareas tácticas, como la detección de una posible colisión en vuelo. A su vez, el hemisferio izquierdo y el ojo derecho hacen otras cosas, como mantenimiento de vuelo y control de velocidad. Por cierto, esta es una de las ventajas evolutivas de los animales con diferentes funciones de los hemisferios izquierdo y derecho (para más detalles ver el trabajo científico "Supervivencia con un cerebro asimétrico: ventajas y desventajas de la lateralización cerebral ").

Por lo tanto, el estudio confirmó que la presencia de las reglas generales más simples permitirá a los animales o máquinas evitar una colisión.

Primero, debe aceptar cambiar en una dirección. No importa, a la izquierda o a la derecha, pero todos deben moverse hacia un lado.

En segundo lugar, desarrolle un algoritmo para cambiar la altura. Uno de los participantes en el movimiento debe moverse hacia arriba y el otro hacia abajo. Las reglas para cambiar la altura se pueden implementar de varias maneras. Por ejemplo, asigne un número de serie jerárquico a cada avión individual. Cuando se encuentra un avión con un número más alto en la jerarquía, siempre se mueve hacia arriba y con uno más bajo, hacia abajo. Una jerarquía universal no es fácil de implementar y requiere el intercambio de información entre los tribunales antes de la convergencia. Otra opción es configurar cada avión con una regla de cambio aleatorio hacia arriba o hacia abajo. En este caso, el riesgo de colisión se reducirá del 100% al 50%.

Los científicos aún no han podido entender cómo las aves eligen la dirección del desplazamiento en altura. Quizás también tienen una cierta jerarquía.

Artículo publicado28 de septiembre de 2016 en la revista PLOS One (doi: 10.1371 / journal.pone.0162435).

Source: https://habr.com/ru/post/es397895/