Nature 视频 | 空中飞蛇：蛇是如何在空中滑行的？

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蛇会通过将自己的身体压平以得到提升力，从而在空中滑翔。它们左摇右摆，看上去好似在游泳。现在，美国的一个团队已经使用动作捕捉技术来研究蛇在空中滑翔的精确细节。他们的模型显示：当蛇从一个树枝滑到另一个树枝时，摆动对其稳定性与飞行成功性至关重要。

以下是视频文字记录：

VOICE OVER: 这条蛇马上要开始它的表演了。

JAKE SOCHA: 我研究飞蛇已经有20多年了，我之所以觉得它们很有趣，是因为蛇大概是看起来最不会飞的动物了。

VOICE OVER: 有人认为这些蛇飞到空中是为了躲避捕食者，但Jake Socha对这种不寻常的行为有很多疑问。

JAKE: 我们想知道的一个最基本也最重要的问题是飞蛇为什么要在空中摆动？这种非常醒目的动作就好像它在空中游泳。它们这么做是因为蛇就是喜欢扭动还是因为这种摆动能实现某种物理学功能？

VOICE OVER: Jack和他的团队一直在研究天堂金花蛇（Chrysopelea paradisi）。

ISAAC YEATON: 飞蛇滑翔的时候就是这样的。它的身体会变成一个平面。这样能产生更多升力。它还会在空中摆动。

VOICE OVER: Isaac Yeaton协助搭建了一个实验用来详细测量飞蛇的摆动。

ISAAC: 为了搞清楚蛇如何在空中飞行，我们必须测量它身体的各部位，而在这项研究中，我们使用了一个动作捕捉系统。好莱坞大片中用的也是这种系统。他们在人的身上放置标记点，再在3D空间中追踪。我们的做法和这个一模一样，只不过我们把标记点放在蛇上。

VOICE OVER: 团队借用了一家四层的黑箱剧场，他们用泡沫盖住地板，再把蛇升到高空中。

ISACC: Chrysopelea paradisi是树蛇，所以更喜欢待在树上或树枝上，所以我们准备了一根树枝让它们跳下来。我们还在剧场中心放了一颗假树，作为它们飞翔和滑行的目标。

接下来就要看怎样才能让蛇在摄像机前炫技了。

ISAAC: 有时候这些蛇很愿意离开我们，它们会立马起跳，有时候它们需要被戳一戳。

VOICE OVER: 一旦蛇飞到空中，它背上的传感带就会向动作捕捉摄像机发送数据，让Jake和Isaac可以创建一个飞蛇移动的3D模型。

ISAAC: 这项研究的一个发现是摆动能增加飞蛇滑翔时的稳定性。在我们的模型中，我们模拟了有摆动和无摆动的滑翔。我们发现无摆动时，模拟的蛇依然能滑行一段水平距离，但会因为翻滚而失稳。

VOICE OVER: 而左右摆动和之前未发现的垂直移动，可以让蛇保持直立，帮它安全滑翔至地面。这种摆动是飞蛇所特有的动作。没有别的滑翔类生物是用这种方式保持稳定的。这种新的滑翔机制甚至可以用在机器人中。

ISAAC: 已经有人将蛇的摆动运用到机器人上，可以让那些机器人在沙地爬行、游泳、甚至通过一些粗糙的表面。我们认为我们关于空中摆动的发现或许能派上用场，把它用在蛇形机器人中 成功实现滑行。

VOICE OVER: 但对Jake Socha来说，他最满足的是关于飞蛇的另一个谜题被解开了。

JAKE: 我们从这次研究中掌握了飞蛇滑翔的新认识。我们现在知道，这种摆动并不是因为它们只是蛇而已，于是自然而然地产生这种动作。相反，摆动对于它们的滑翔能力至关重要。扭起来，它们才能优雅地滑翔……否则，它们就只能跌落地面了。