Учените създадоха робот, който помогна да се разбере как и защо рибите плуват в училищата

Използвайки биомиметични роботи, подобни на риби, изследователите са открили, че рибите, които се движат

училище, може да използва джакузи,създадени от тези, които са напред. Оказа се, че роботите получават хидродинамична полза от най-близкия си съсед в училището, независимо къде се намират. Това се случва поради стратегията за „вихрово фазово съвпадение“. Това правило за поведение на рибите в ято не беше известно досега. 

Пестене на енергия

„Месото от риби е много динамично социалносистеми “, обяснява старшият автор на изследването Ян Кузен. „Нашите резултати обясняват как рибите могат да се възползват от вихрите, създадени от най-близките им съседи, без да се налага да поддържат фиксирани разстояния една от друга.“

За да отговорите на въпроса дали рибата може да спасиенергия, плувайки с други риби, е необходимо да се измери нейният енергиен разход. Точно да се направи това със свободно плуващи риби не е възможно и минали изследвания се опитаха да отговорят на този въпрос, използвайки теоретични модели и прогнози.

Роботизирано решение

Нови изследвания обаче са преодолели товабариера пред експериментални тестове. Изследователите са разработили триизмерна роботизирана риба с мека опашна перка, която плува точно, за да имитира движенията на истинска риба. Но за разлика от живите си колеги, роботите ви позволяват директно да измервате консумацията на енергия, свързана с плуването заедно, а не сами.

Източник на

В над 10 000 опити те тестваха робота-риба във всяка възможна позиция спрямо водача и след това сравняваха консумацията на енергия с плуването самостоятелно.

Вихрово съвпадение на фазите

Резултатите показаха явна разлика вконсумация на енергия на роботи, които са плували сами и роботи, които са плували по двойки. Те откриха, че причината за това е как рибата отпред влияе на хидродинамиката на рибата отзад. Енергията, консумирана от дебнещата риба, се определя от два фактора. Има значение дали рибата на последователя е близо до ръководителя на училището или далеч назад и как последователят настройва ритниците на опашката си, за да използва вихрите, създадени от водача.

Оказва се, че тайната за спестяване на енергия есинхронизация. Тоест, рибата-последовател трябва да съвпада с ритъма на опашката си с този на лидера с определено забавяне във времето въз основа на пространственото положение. Изследователите нарекоха тази стратегия „съвпадение на вихрови фази“. Когато последователите са близо до водещата риба, най-енергийно ефективният начин да направите това е да синхронизирате ритниците с опашката с лидера. Но тъй като последователите изостават, те трябва да излязат от синхрон, изоставайки все повече зад ритъма на лидера.

Прочетете също

Учените са разбрали как точно топлинният стрес уврежда спермата

Годишната мисия в Арктика приключи и данните са разочароващи. Какво очаква човечеството?

На 3-ти ден от заболяването повечето пациенти с COVID-19 губят обонянието си и често страдат от хрема