魚的飛行：水中發射，錄影捕捉

射水魚以其隱秘的攻擊能力而聞名，他們可以噴射水流，出其不意地攻擊昆蟲，將其從懸掛的樹葉上打落水中。當然，昆蟲一旦被擊落，任何路過的捕食者都可以順理成章的分一杯羹。但射水魚也能動若脫兔，突然彈出水面，在半空中捕獲昆蟲，以確保獵物不被競爭對手偷走。

麻省理工學院的工程師們研究了射水魚這一「火箭發射式」的跳躍過程，並將其中的流體力學細節發表在《實驗生物學》（Journal of Experimental Biology）上。這篇文章的共同作者包括Anna Shih（2010屆碩士），Leah Mendelson（2013屆碩士, 2017屆博士），機械工程副教授Alexandra Techet（1998屆碩士, 2001屆博士）。

在完成了對五條小射水魚的跳躍覓食訓練後，研究人員將它們放入一個特製的水槽中，裡面加入了肉眼不可見的聚醯胺顆粒。水槽下方放置的激光器用來發射紅外線照射聚醯胺顆粒，再用高速攝像機捕獲顆粒的運動軌跡，這樣水槽中產生的任何旋渦的方向和速度都能被捕捉到。

研究小組將凍乾的蝦塊懸掛於水槽上方，高度從射手魚的四分之一身長到兩倍身長不等。攝影機記錄下98次跳躍，平均每條魚16~24次。

通過逐幀分析每條魚跳躍過程中的動作，以及魚的運動引起的聚醯胺顆粒移動的方向及速度，可以將射水魚的整個跳躍過程分為三個階段：1，懸停；2，產生推力；3，滑翔。

首先，射水魚通過交替拍打胸鰭和尾鰭，懸停在水面下伺機尋找獵物，隨後將胸部和腹鰭抬高，擺動尾巴，直到產生足夠的推力將自己從水中發射出去。一旦躍出水面進入空氣中，射水魚便開始向獵物滑行，不再產生更多的動力。

值得注意的是，這些魚能夠將自己發射到2.5倍身長的高度。平均而言，每次運動中的最大速度在0.6~1.7米/秒之間。

「（奧運會）100米自由泳的記錄是接近50秒，也就是差不多2米/秒，」 Mendelson說，「所以這些魚幾乎和奧運會游泳運動員一樣快，但別忘了它們是垂直移動而不是水平移動。」

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