ENGINEERINGNET.BE - Hoewel het onbekend is hoe vliegende insecten hun houding schatten en controleren, is het wel bekend dat zij beweging visueel waarnemen door middel van optische stroming. De relatieve beweging tussen een waarnemer en de omgeving leidt tot een optische stroming.
Wanneer men bijvoorbeeld in een trein zit, lijken de bomen dichtbij zeer snel te bewegen (ze hebben een grote optische stroming), terwijl de bergen in de verte zeer langzaam lijken te bewegen (ze hebben een kleine optische stroming).
"We ontdekten dat het combineren van optische stroming met een bewegingsmodel het mogelijk maakt om de richting van de zwaartekracht te achterhalen", zegt Guido de Croon, hoogleraar Bio-inspired Micro Air Vehicles bij TU Delft, "Zo kan een robot of dier voorspellen hoe het zal bewegen wanneer het acties onderneemt."
De theoretische analyse laat zien dat het vinden van de zwaartekrachtsrichting met optische stroming bijna onder alle omstandigheden werkt, behalve in specifieke gevallen zoals wanneer de waarnemer volledig stilstaat.
De Croon: "We leveren theoretisch bewijs dat ondanks dit probleem een standregelaar die probeert stil te hangen in de lucht toch zal werken ten koste van lichte oscillaties. Het zo ontstane vlieggedrag doet denken aan het grillige vlieggedrag van vliegende insecten."
De nieuwe theorie heeft belangrijke implicaties voor het ontwerpen van autonome vliegende robots ter grootte van insecten. Deze drones kunnen nuttig zijn voor reddingswerk, of bijvoorbeeld voor de bestuiving van gewassen.
"Onze voorgestelde theorie zal bijdragen aan het ontwerp van kleine drones, omdat ze minder sensoren nodig hebben", aldus De Croon.
De voorgestelde theorie heeft het potentieel om inzicht te geven in verschillende biologische fenomenen. Nu zal worden nagegaan of de insecten het voorgestelde mechanisme inderdaad gebruiken om hun houding te regelen.
De uitdaging hierbij is dat de theorie betrekking heeft op neurale processen die bij vliegende insecten tijdens de vlucht moeilijk te controleren zijn.
De onderzoekers verwachten dat nieuwe biologische experimenten, specifiek ontworpen om onze theorie te testen, nodig zijn om het gebruik van het voorgestelde mechanisme bij insecten te verifiëren.
