红沼泽螯虾主动嗅觉系统产生的流动

螯虾是夜行性动物，主要依靠化学感受器来定位食物。在螯虾的尺度上，从远处来源接收到的化学刺激是由环境流动而非分子扩散来分散的。当流动微弱或不存在时，可以通过动物自身产生的流来促进食物搜索。螯虾利用其前扇器官产生各种流动模式。在这里，我们研究了克氏原螯虾（Procambarus clarkii）响应气味刺激产生的流动。我们发现，在寻找食物时，螯虾会产生一个或两个向外喷射的射流。这些射流产生流入，将气味吸引到螯虾的前部化学感受器。我们使用粒子图像测速技术量化了流入区域的速度场。结果表明，流入速度与距动物的距离成反比，因此气味羽流从10厘米的距离到达动物的化学感受器大约需要一分钟。我们将活螯虾产生的流入与模拟装置（幻影）产生的流入进行了比较。幻影由两个喷嘴和一个入口组成，提供两个射流和一个汇，使得总质量通量为零。使用幻影使我们能够分析各种射流参数下的流入。我们表明，射流方向和相对强度的变化可以改变气味吸引的方向。这些结果为仿生机器人设计提供了理论依据。我们讨论了这种机器人的灵敏度和效率。