Come la vista dei moscerini da frutta ha ispirato un simulatore di volo virtuale

Esaminando il modo in cui i moscerini della frutta usano i movimenti degli occhi per migliorare il controllo del volo, i ricercatori della Penn State hanno dettagliato una struttura per imitare questa capacità nella robotica.

Hanno descritto i movimenti dei moscerini della frutta legati in un simulatore di volo di realtà virtuale costruito con luci a LED e registrati utilizzando telecamere ad alta velocità. “Se siamo in grado di studiare le mosche facendo quello che sanno fare meglio, ossia volare, possiamo trovare alcune incredibili soluzioni ingegneristiche che già esistono in biologia“, ha detto Benjamin Cellini, uno studente di dottorato che studia ingegneria meccanica.

Moscerini della frutta, la vista dirige il loro volo

Sono stati in grado di determinare in che modo i moscerini della frutta usano i movimenti degli occhi per coordinare rapidamente le loro ali in risposta a ciò che vedevano. Poiché gli occhi delle mosche sono fissati alla testa, i ricercatori hanno monitorato i movimenti della testa per dedurre dove stavano guardando le mosche.

Stabilizzare lo sguardo è un fenomeno ordinario che la maggior parte degli esseri viventi può fare. Ad esempio, muoviamo senza interruzioni gli occhi, la testa e / o il corpo per scansionare una stanza. Sebbene gran parte della ricerca precedente in quest’area si sia concentrata sui movimenti delle ali, capire come animali come le mosche usano i movimenti oculari attivi per controllare il volo potrebbe migliorare notevolmente la robotica.

Tuttavia, emulando meglio gli occhi e il cervello attraverso il coordinamento di sensori visivi in ​​grado di muoversi sul corpo, il controllo del volo dei robot potrebbe essere notevolmente migliorato. A sostegno di questa teoria, i ricercatori hanno determinato che gli occhi del moscerino della frutta erano in grado di reagire quattro volte più velocemente del corpo o delle ali dell’animale.

Simulatore di volo virtuale per studiare i loro movimenti alari

Queste reazioni erano anche strettamente accoppiate, dimostrando che le mosche fanno molto affidamento sui movimenti degli occhi per coordinare i loro movimenti alari. “Abbiamo dimostrato che i loro occhi possono controllare e stabilizzare la loro visione meglio di quanto pensassimo inizialmente, riducendo il motion blur“, ha detto Cellini.

Inoltre, hanno scoperto che quando le mosche avevano applicato con cura la colla sulle loro teste e poi registrate nel simulatore di volo di realtà virtuale, la limitazione dei movimenti della testa aveva un impatto drammatico sulle prestazioni di volo. “Un principio importante che abbiamo scoperto qui era che gli occhi di mosca rallentano il movimento visivo che entra nel cervello e questo processo migliora il loro comportamento di volo“, ha detto Mongeau.

Dimostrato in questo lavoro, i ricercatori ritengono che svelare i segreti del mondo biologico potrebbe avere ampie implicazioni per la tecnologia. Si può benissimo prendere ispirazione dalla natura.