当蜜蜂不小心落在水中时,湿翅膀会阻止它们起飞和飞走。因此,这些昆虫通过变成微型冲浪者到达水边。
发表在美国国家科学院院刊上的一项关于蜜蜂如何游泳的详细检查表明,它们使用翅膀产生小涟漪,昆虫可以骑在上面前进。该研究的作者,加州理工学院的研究工程师克里斯·罗(Chris Roh)说,了解蜜蜂如何在水中导航的物理原理,为设计飞行和游泳的设备开辟了一种新的视角。
水蜜蜂
这个特殊的研究项目始于有一天,罗在校园池塘附近散步,看到一只蜜蜂挣扎着离开水面。阳光以某种方式照射到蜜蜂身上,使罗能够看到游泳者在池塘底部辐射出的涟漪阴影。
罗和他的导师莫里·加里卜(Mory Gharib)研究生物体的功能,以帮助设计模仿这些自然过程的材料。观看蜜蜂冲浪的挣扎给了他一个主意。
加里卜说:“总的来说,这个主题是我研究的核心。” “它始于乐趣,但变成了更复杂的东西。”
为了模拟罗在池塘边看到的情景,他和加里卜轻轻地将蜜蜂放入一个小型水池中,并点亮灯光,使相同的涟漪阴影出现。高速放大的摄像机捕捉到了蜜蜂划桨时的每一个涟漪。由于每只蜜蜂的行为都略有不同,因此罗和加里卜还制作了一个翅膀的机械复制品,以查看标准化的、完全可预测的颤动会产生什么影响。
挂两个
对真实和假翅膀的极端特写调查向研究人员展示了附肢在水中产生的模式。罗说,事实证明,蜜蜂向后拍打翅膀,并用水拉动,从而开始了翅膀和水之间的拉锯战。翅膀也将水向上拉,产生波浪,进而推动蜜蜂前进 - 尽管速度很慢。

蜜蜂产生的波浪的干涉模式有助于推动它们前进。(来源:加州理工学院)
加州理工学院
对于蜜蜂来说,这不是一个有效的过程。游泳是作为一种生存策略开始的,直到昆虫到达陆地,并且它会耗尽它们的能量。如果它们离得太远,它们会被淹死。
因此,罗说,如果工程师要设计一种飞行和游泳的无人机,他们可能必须出于效率考虑而调整蜜蜂翅膀的设计。这就是两人研究的下一步方向。毕竟,他们的职业是使系统变得更好一点。“作为一名工程师,我们可以使事物更有效率和效力。”














