雞脖子的自穩定功能的原理是什麼？

01-07

正好之前上「脊椎動物比較解剖」做了一個pre。雖然我來回答的話，必有缺陷，但在此拋磚引玉，希望能有專業方向的知友來答。

先不談雞頭穩定的現象，我們先說一個鳥類走路點頭的問題。

首先，鳥類行走中的「點頭」動作並沒有看上去的那麼簡單。1930年，美國約翰霍普金斯大學的生物學家Knight Dunlap和O. H. Mowrer通過拍攝照片，發現鴿子和雞在行走時，頭部並不是我們感覺的有規律地前後移動。它們的脖子先會往前伸（thrust phase）。接著，頭部靜止在先前的位置（hold phase），等待著身體和腳跟進，頭對身體的相對位置是向後的，因而造成了先往前點頭，再向後縮脖子的假象。一部分飛禽和涉禽在行走時有明顯的「點頭」，然而鵝、鵜鶘等水禽在行走時頸部不發生運動。但另一些水禽，例如黑鴨（coot）在游泳時又可以觀察到伸長頸部的現象。

所以鳥類為什麼走路點頭？大家可以去看這篇科普文「鳥類行走的點頭問題」，其中詳細介紹了科學家們為了驗證各自猜想所做的種種非常有趣的實驗。

結論可以用一句話來概括：行走點頭有著影響視覺的作用，點頭能夠幫助幫助鳥類獲得視覺上的空間感調節。

一種觀點是，我們可以把鳥類的「點頭」和哺乳類動物的「視動反射」（Optokinetic reflex）聯繫了起來：當人眼注視某一物體時眼球只會產生很小的移動（hold phase），當注視新物體的時候眼球會快速移動到新的方向上（thrust phase）。舉個例子，頭部保持穩定，將你的手指從眼睛一端的視野平移到另一端，眼球盯著指尖。當指尖從另一端的視野消失的時候，你的眼球會自動回到最初盯著手指尖的位置。

（好吧也許並不支持GIF，大家可以搜索一下Optokinetic reflex維基，有這個動圖）

許多鳥類的眼睛長在偏頭部兩側的位置，主動運動眼球的能力非常差，因此它們很有可能通過站立時扭轉頭部，行走時伸出頭部來獲得周圍環境的視覺信號。即哺乳動物對於動眼肌的控制和鳥類對於頸部的控制是同功的，兩者的調節方式存在一定的相似性。

這就很好理解鳥頭能保持穩定的原理了。當你盯住一個物體看時，無論如何移動你的頭部或者軀幹，你的眼球仍是盯向一個方向，這種調節機制叫做「前庭眼反射」（Optokinetic reflex (VOR)），即通過內耳的前庭器官感受的頭部轉動，反饋調節眼球向相反方向的運動。

這種穩定視野的調節機制，結合之前「哺乳動物對於動眼肌的控制和鳥類對於頸部的控制是同功的，兩者的調節方式存在一定的相似性」的推測，也許就不難說明這個問題了。事實上，根據雞頭穩定設計的拍攝腳手架：

在基本原理上的調節和「前庭反射」是類似的。查資料的時候又發現了下面這篇文獻，還沒來得及細讀

Troje, N. F., Frost, B. J. (2000). Head-bobbing in pigeons: how stable is the hold phase?. Journal of Experimental Biology, 203(5), 935-940.

鳥類是如何在點頭過程中維持頭部hold phase不受身體運動影響的，這篇文獻以及參考文獻中說的很清楚。感興趣的知友可以讀一讀。

我覺得參考光學防抖吧。

光學防抖技術（雞脖子自穩定技術）是在鏡頭（雞頭）內的陀螺儀（雞腦）偵測到微小的移動，並且會將信號傳至微處理器（雞腦）立即計算需要補償的位移量，然後通過補償鏡片組（雞頭），根據鏡頭（雞頭）的抖動方向及位移量加以補償，從而有效的克服因相機（雞身）的振動（移動）產生的影像（視力）模糊。

斯坦尼康系統 ,仿生學的應用

詳情:斯坦尼康_百度百科