Zvětšit obrázek

Neohroženě letící Manduca sexta. Kredit: Sane et al. (2006), NSF.

Kdybychom žili v pustém světě, tak by veškeré nápady byly jenom na lidech a zkušenost praví, že by to s námi šlo od desíti k pěti. Naštěstí žijeme na rozmanité planetě, která je takřka bezednou pokladnicí méně či více bláznivých nápadů Přírody. S trochou snahy a trpělivosti si můžeme v živém světě najít inspiraci takřka pro všechno, nejmodernější hitech hračky nevyjímaje. Poslední dobou jdou na dračku nápady kolem vývoje dronů, bezpilotních létajících strojů všemožných velikostí a tvarů. Některé průzkumné drony, jako například nedávno představený izraelský Butterfly od Israel Aerospace Industries, nezapřou inspiraci ze světa hmyzu a vzhledem ke svým rozměrům také při letu očividně musí řešit podobné problémy, jako hmyz. V tomto ohledu sami nemáme moc zkušeností, tak proč se nepoučit právě u nějakého hmyzu?

Zvětšit obrázek

Yonatan Munk. Kredit: Y. Munk.

Yonatan Munk z Washingtonské univerzity v Seattlu se s dalšími odborníky rozhodl, že získá zkušenosti o letu a navigaci od nočních motýlů. Opatřili si k tomu proslulé lišaje Manduca sexta (anglicky tobacco hornworm), oblíbené modelové živočichy celé řady medicínských a biologických experimentů. Snadno se totiž chovají a jako velcí motýli také relativně snadno pitvají, což je pochopitelně ve výzkumných laboratořích vítané. Munkův tým vytvořil virtuální les, v němž stromy zahalovalo různé množství virtuální mlhy. Pak připevnili dobrovolníka lišaje na zařízení s detektorem pohybu, které bylo propojené s virtuálním lesem. Lišaj pak během experimentu prolétal virtuální realitou a badatelé analyzovali jeho styl letu a navigování. Výsledky výzkumu představili na nedávném mítinku Society for Integrative and Comparative Biology v San Francisku.

Podobná zařízení s virtuálním prostředím se občas používají při studiu octomilek, laboratorních myší či ryb, takže s nimi vědci už mají jisté zkušenosti. Podle Munka a spol. bylo poměrně hezky znát, jak se jim povedlo lišaje ošálit. Když si motýl myslel, že narazil do virtuálního stromu, tak reagoval jako při reálné srážce. Zároveň se ukázalo, že lišaji jsou vlastně zdatnými hráči videoher a obstojně zvládají ovládání experimentální virtuální reality.

Zvětšit obrázek

Izraelský dron Butterfly. Kredit: Israel Aerospace Industries

Badatelé testovali let lišaje za třech různých scénářů podmínek virtuálního prostředí, přičemž se ukázalo, že lišaji přizpůsobují strategii letu viditelnosti v okolí. Když byla virtuální viditelnost tak mizerná, že by lišaj musel stihnout uhnout překážkám za jednu čtvrtinu sekundy, tak pokusný motýl rozvážně kroužil až do chvíle, než našel další strom. Při řídké mlze, když měl letící lišaj na vyhnutí se překážce až 2 sekundy, tak se vždy ostře stáčel směrem k viditelným stromům. Za ideální viditelnosti, kdy lišaji viděli virtuální stromy do vzdálenosti jednoho kilometru, se jejich let řídil jenom těmi bližšími stromy. Lišaji podle všeho filtrují dostupné informace a vzdálenější viditelné stromy při navigaci ignorují.

Zvětšit obrázek

Lišaj Manduca sexta v bezletové fázi. Kredit: Travis Witt, Wikimedia Commons.

Výzkumníci byli poměrně překvapeni, že si lišaji nejspíš strategii letu plánují dopředu, podle toho, jak je právě venku. Studium letu lišajů by teď mělo významně ovlivnit vývoj efektivních navigačních algoritmů pro miniaturní drony. Po nenápadných špionážních strojích je stále velká poptávka a perfektní navigace ve složitém prostředí je pro ně nespornou výhodou. Možná uvidíme sami, není vyloučeno, že nás brzy začnou navštěvovat zvědavé mikrodrony, které tak k naší lítosti nahradí bohužel stále mizející motýly. Organičtí motýli sice nejsou zázrakem nejmodernější techniky, obvykle se ale nemusíme obávat, že by prodali naše tajemství zpravodajským službám nebo alespoň bulvárnímu tisku.

Literatura

NewScientist 18.1. 2013, Wikipedia (Manduca sexta).