ความพยายามวิเคราะห์กลไกการบินของนกฮัมมิงเบิร์ดเป็นครั้งแรกเกิดขึ้นในเยอรมนียุคนาซีเรืองอำนาจช่วงปลายทศวรรษ 1930 นักปักษีวิทยาชาวเยอรมันสองคนได้รับกล้องที่สามารถบันทึกภาพได้ 1,500 ภาพต่อวินาทีจากสถาบันวิจัยทางการทหาร พวกเขาใช้กล้องนี้ถ่ายภาพนกฮัมมิงเบิร์ดจากอเมริกาใต้สองชนิดที่สวนสัตว์เบอร์ลิน “พวกเขาต้องการรู้ว่านกฮัมมิงเบิร์ดบินอยู่กับที่ได้อย่างไร” คาร์ล ชุคมันน์ อดีตภัณฑารักษ์แผนกนกที่พิพิธภัณฑ์การวิจัยทางสัตววิทยาอะเล็กซานเดอร์เคอนิกในเมืองบอนน์ กล่าว
ภาพถ่ายเหล่านั้นแสดงให้เห็นว่า นกฮัมมิงเบิร์ดเหมือนกับผึ้งหรือแมลงวันมากกว่านกอื่นๆ ตรงที่พวกมันสร้างแรงยกได้ทั้งจังหวะกระพือปีกลงและกระพือปีกขึ้น
ในสหรัฐฯ ครอว์ฟอร์ด กรีนวอลต์ ทำงานด้านวิทยาศาสตร์ให้อีกฝ่ายหนึ่งของคู่สงคราม เขาเป็นวิศวกรในโครงการแมนแฮตตัน ซึ่งเป็นโครงการสร้างระเบิดนิวเคลียร์ลูกแรก ราวสิบสองปีหลังจากนักปักษีวิทยาชาวเยอรมันทั้งสองตีพิมพ์รายงานการวิจัย กรีนวอลต์ก็หันมาจับงานวิจัยเรื่องนี้ต่อ ภาพถ่ายนกฮัมมิงเบิร์ดของเขาตีพิมพ์ครั้งแรกในนิตยสาร เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับเดือนพฤศจิกายน ปี 1960
กรีนวอลต์ไม่พอใจกับกล้องถ่ายภาพยนตร์ความเร็วสูงที่มีอยู่ในเวลานั้น จึงสร้างกล้องขึ้นมาเอง เขาถ่ายภาพเคลื่อนไหวการบินของนกฮัมมิงเบิร์ดภายในอุโมงค์ลม โดยจับภาพพวกมันบินด้วยความเร็วถึง 43 กิโลเมตรต่อชั่วโมงขณะนกเร่งความเร็วจากตำแหน่งที่บินอยู่กับที่ กรีนวอลต์บันทึกภาพระนาบของปีกที่เอียงจากแนวนอนเป็นแนวตั้งซึ่งเป็นการเปลี่ยนทิศทางแรงขับดัน
ภาพถ่ายชุดใหม่เผยการค้นพบที่สำคัญก็จริง แต่ยังไม่สามารถไขปริศนาว่า นักฮัมมิงเบิร์ดกระพือปีกเร็วขนาดนั้นได้อย่างไร โดยปกติแล้ว ยิ่งกล้ามเนื้อหดตัวเร็วเท่าไร ก็ยิ่งทำให้เกิดแรงน้อยลงเท่านั้น ถ้าเช่นนั้น พวกมันสร้างแรงมากพอจะลอยอยู่ในอากาศได้อย่างไร
ในปี 2011 ไทสัน เฮดริก และเพื่อนร่วมงาน ใช้เครื่องไม้เครื่องมือเท่าที่มีอยู่หาคำตอบให้กับคำถามนั้น เฮดริกซึ่งเป็นนักวิจัยผู้เชี่ยวชาญด้านชีวกลศาสตร์ (biomechanics) ในสัตว์จากมหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนา วิทยาเขตแชเพิลฮิลล์ รู้ว่าปีกของนกฮัมมิงเบิร์ดแตกต่างจากปีกของนกแอ่น ซึ่งเป็นญาติใกล้ชิดที่สุด กระดูกปีกของนกฮัมมิงเบิร์ดมีขนาดค่อนข้างเล็กกว่า และองค์ประกอบส่วนใหญ่ของปีกเทียบเท่ากับกระดูกมือ เพื่อให้ได้ภาพภายในปีกที่กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุด เฮดริกเชื่อมต่อกล้องซึ่งถ่ายภาพได้หนึ่งพันภาพต่อวินาทีเข้ากับกล้องถ่ายภาพรังสีเอกซ์
เมื่อเฮดริกไล่ดูภาพตามลำดับ การเคลื่อนไหวครั้งละเล็กละน้อยของกระดูกปีกก็ผสานกันเป็นรูปแบบ จากนั้นเป็นภาพเคลื่อนไหวต่อเนื่อง แล้วการทำงานของปีกก็เผยออกมาให้เห็น แทนที่จะกระพือปีกด้วยการขยับไหล่ขึ้น-ลง เฮดริกพบว่า นกฮัมมิงเบิร์ดกระพือปีกด้วยการหมุนไหล่ การปรับเปลี่ยนเช่นนี้ทำให้มันมีสิ่งที่เทียบได้กับ “เกียร์สูง” เพื่อให้การเคลื่อนไหวกล้ามเนื้อระยะหนึ่งมิลลิเมตรมากพอจะขับเคลื่อนปีกเป็นวงกว้าง
อ่านเพิ่มเติม : รู้ได้อย่างไรว่าลิงตัวไหนอยากกัดคุณ?, ไขข้อเท็จจริง แน่ใจได้อย่างไรว่าสุนัขจะไม่กินคุณ หากคุณบังเอิญตาย?
