天鹅脖子中发现的摄像秘密

斯坦福大学的工程师们通过研究天鹅在飞行中保持头部稳定的原理，为无人机开发了一种相机悬挂装置，这样就可以拍摄稳定清晰的图像。

天鹅和鹅一直是航空工程师羡慕的对象。即使是一只肥鹅也能在飞行中表现出惊人的飞行技能——在转动和拍打翅膀时保持头部完全静止。

现在，斯坦福大学的工程师利用高速摄像镜头和计算机模型，发现大天鹅通过它的脖子在飞行中稳定它的头部，这就像汽车悬架一样复杂。这项研究发表在《皇家学会界面杂志》上，影响了一些研究人员设计更稳定的无人机相机。

所有的鸟都有一个自然的视觉稳定系统来应对飞行时的湍流。科学家们已经研究了鸟类在行走和休息状态下颈部的形态和头部的运动，但是到目前为止，在飞行状态下的研究还没有成功。

斯坦福大学机械工程系的助理教授大卫·香菇克和他的同事们设计了一种方法:将一只飞过湖面的天鹅的高速摄像数据与一个计算机模型进行比较，该计算机模型模拟了鸟颈的缓冲作用，并能消除垂直方向的干扰。

研究人员发现，天鹅颈的计算功能非常类似于车辆悬架在崎岖道路上稳定车辆的方式。在飞行过程中，颈椎和肌肉会对硬度和柔韧性进行适当的调整，即使在微风中也能被动地保持头部稳定。

“这个简单的机制是一个惊人的发现。毕竟，很重要的一点是要知道，鸟类的颈部形态每侧大约有20块颈椎骨和多达200块肌肉。

这项研究帮助斯坦福大学的学生开发了一种被动式相机悬挂系统的样本，这种系统可以让无人机拍摄更稳定、更清晰的图像。