Dalam situasi sulit apa pun, terbanglah ke kanan. Mengapa burung tidak bertabrakan saat terbang

Lokasi pesawat waktu nyata

Setiap tahun ada semakin banyak pesawat di langit: menurut FlightRadar24 , ada 12 385 kapal di udara sekarang, dan ini tidak memperhitungkan militer. Dalam beberapa tahun, ribuan drone tanpa awak dapat bergabung dengan mereka untuk mengirimkan barang dan paket.

Dalam situasi ini, muncul pertanyaan: bagaimana memastikan keamanan penerbangan udara? Apakah ada cara untuk membuat sistem penghindaran tabrakan otomatis sehingga bekerja pada semua kapal tak berawak dan tak berawak? Nah, dalam mengembangkan sistem navigasi yang efektif, industri penerbangan dapat belajar banyak dari burung dan serangga. Burung menguasai navigasi di udara 150 juta tahun yang lalu, dan serangga 350 juta tahun yang lalu. Mereka memiliki awal yang besar dalam R&D.

Jelas, selama evolusi yang lama, burung dan serangga telah mengembangkan algoritma tertentu untuk menghindari tabrakan saat terbang. Para ilmuwan menyarankan bahwa algoritma seperti itu harus lebih efektif pada burung, karena tubuh mereka tidak diperkuat dengan exoskeleton, seperti pada serangga. Burung lebih berat dari serangga dan terbang dengan kecepatan lebih tinggi. Mereka memiliki tubuh yang rapuh. Jelas, tabrakan dalam penerbangan akan sangat menyakitkan bagi burung. Burung seperti itu kecil kemungkinannya untuk meninggalkan keturunan. Artinya, sistem penghindaran penerbangan jelas merupakan tanda yang menguntungkan dalam seleksi alam.

Pada tahun-tahun sebelumnya, para ilmuwan menyelidiki bagaimana burung menjauh dari rintangan , terbang ke slot sempit dan menjaga jarak mereka dalam kawanan.. Tapi pertanyaannya belum pernah diselidiki: apa yang terjadi ketika dua burung terbang di jalur tabrakan. Apa yang mereka lakukan?

Profesor Mandyam Srinivasan dari Universitas Queensland, Australia, menetapkan tugas untuk mempelajari strategi yang digunakan burung untuk menghindari tabrakan dalam kursus yang akan datang. Untuk melakukan ini, dari dua sisi terowongan sepanjang 21,6 meter, sepasang burung dilepaskan ke arah satu sama lain. Tindakan potensial dari burung yang menarik diambil sebagai hipotesis dalam jaringan Bayesian untuk menghitung probabilitas mereka. Probabilitas yang diprediksi dibandingkan dengan fakta yang dapat diamati. Dengan demikian, para peneliti membuat kesimpulan tentang strategi menghindari tabrakan yang berlaku pada burung.


Terowongan uji. Garis putus-putus biru dan merah menunjukkan bidang pandang kamera pengintai.

Sebelum pengujian, 10 teman pria ( Melopsittacus undulatus ) dilatih untuk menerbangkan terowongan dari awal hingga selesai sendirian.

Drongo, satu dari sepuluh budgerar yang berpartisipasi dalam penelitian ini,

dalam 4 hari, 102 penerbangan eksperimental dari 7 pasang, yang terdiri dari 10 budgies, dicatat. Tidak ada satu tabrakan yang direkam. Kemudian kami melakukan analisis video dengan fiksasi bagaimana burung-burung bergeser ke samping atau tinggi ketika saling mendekati.

Hasilnya cukup tak terduga. Seperti yang dapat dilihat dari tabel, burung-burung menunjukkan kecenderungan untuk hampir selalu bergeser ke kanan, meskipun kemungkinan pergeseran semacam itu sangat bervariasi dari individu ke individu.




Ini adalah kesimpulan yang sangat aneh. Penelitian sebelumnya pada lebah menunjukkan bahwa lebah cenderung bergeser ke kiri ketika saling mendekati. Satu atau lain cara, tetapi kecenderungan untuk bergeser ke arah tertentu adalah pengetahuan yang penting. Jelas, pengetahuan ini harus sama untuk semua individu dalam populasi. Jika burung bergerak ke arah acak ketika mendekati, maka ketika memilih kiri / kanan, kemungkinan tabrakan akan menjadi 50%.

Burung beo di terowongan terbang dengan ketinggian berbeda. Para ilmuwan telah menemukan bahwa beberapa individu tertentu lebih suka terbang di bawah / di atas individu tertentu lainnya, yang tidak sesuai dengan distribusi normal.


Preferensi individu tertentu untuk terbang di atas atau di bawah individu lain

Meskipun ada beberapa kasus perubahan ketinggian penerbangan, secara umum, burung tidak mengubah ketinggian saat mendekat, tetapi bergeser di bidang horizontal. Paling sering - ke kanan. Para ilmuwan menyimpulkan bahwa budgies adalah aturan pergerakan yang aneh, terhubung pada "level perangkat keras". Mungkin, ini mungkin disebabkan oleh perbedaan di belahan otak kiri dan kanan. Jadi, pada burung beo, belahan kanan dan mata kiri bertanggung jawab atas tugas taktis, seperti mendeteksi kemungkinan tabrakan dalam penerbangan. Pada gilirannya, belahan kiri dan mata kanan melakukan hal-hal lain, seperti pemeliharaan penerbangan dan kontrol kecepatan. Ngomong-ngomong, ini adalah salah satu keunggulan evolusi hewan dengan berbagai fungsi belahan otak kiri dan kanan (untuk lebih jelasnya lihat karya ilmiah "Bertahan hidup dengan otak asimetris: kelebihan dan kekurangan lateralisasi otak ”).

Dengan demikian, penelitian ini mengkonfirmasi bahwa kehadiran aturan umum paling sederhana akan memungkinkan hewan atau mesin untuk menghindari tabrakan.

Pertama, Anda harus setuju untuk bergeser ke satu arah. Tidak masalah - ke kiri atau ke kanan, tetapi semua orang harus bergeser ke satu sisi.

Kedua, kembangkan algoritma untuk mengubah ketinggian. Salah satu peserta dalam gerakan harus naik, dan yang lainnya - turun. Aturan untuk mengubah ketinggian dapat diimplementasikan dengan berbagai cara. Misalnya, tetapkan nomor seri hirarkis untuk masing-masing pesawat. Ketika bertemu pesawat dengan angka yang lebih tinggi dalam hierarki selalu bergerak ke atas, dan dengan yang lebih rendah - turun. Hirarki universal tidak mudah diimplementasikan, dan membutuhkan pertukaran informasi antar pengadilan sebelum konvergensi. Pilihan lain adalah mengatur setiap pesawat ke aturan shift acak naik atau turun. Dalam hal ini, risiko tabrakan akan berkurang dari 100% menjadi 50%.

Para ilmuwan belum bisa memahami bagaimana burung memilih arah perpindahan tinggi. Mungkin mereka juga memiliki hierarki tertentu.

Artikel diterbitkan28 September 2016 dalam jurnal PLOS One (doi: 10.1371 / journal.pone.0162435).

Source: https://habr.com/ru/post/id397895/