Forskere har skabt en robot, der hjalp med at finde ud af, hvordan og hvorfor fisk svømmer i skolerne

Ved hjælp af biomimetiske fiskelignende robotter har forskere fundet ud af, at fisk, der bevæger sig ind

skole, kan bruge boblebad,skabt af dem, der er foran. Det viste sig, at robotterne får hydrodynamisk fordel af deres nærmeste nabo i skolen, uanset hvor de befinder sig. Dette sker på grund af strategien "vortex phase matching". Denne regel om fiskeadfærd i en skole var tidligere ukendt. 

Energibesparelse

”Fiskestim er meget dynamisk socialtsystemer, ”forklarer seniorforfatter Ian Cousin. "Vores resultater forklarer, hvordan fisk kan drage fordel af hvirvler, der oprettes af deres nærmeste naboer uden at skulle holde faste afstande fra hinanden."

For at besvare spørgsmålet, om fisk kan spareenergi, svømning med andre fisk, er det nødvendigt at måle dets energiforbrug. Det er ikke muligt at gøre dette nøjagtigt med frit svømmende fisk, og tidligere forskning har forsøgt at besvare dette spørgsmål med teoretiske modeller og forudsigelser.

Robotløsning

Ny forskning har imidlertid overvundet dettebarriere for eksperimentel testning. Forskere har udviklet en tredimensionel robotfisk med en blød halefinne, der svømmer nøjagtigt efterligner bevægelserne for en ægte fisk. Men i modsætning til deres levende fætre giver robotter dig mulighed for direkte at måle energiforbruget forbundet med at svømme sammen snarere end alene.

Kilde af

I over 10.000 forsøg testede de robotfisken i enhver mulig position i forhold til lederen og sammenlignede derefter energiforbruget med svømning alene.

"Vortex fase matchning"

Resultaterne viste en klar forskel istrømforbrug af robotter, der svømmede alene og robotter, der svømmede parvis. De fandt ud af, at årsagen til dette er, hvordan fisken foran påvirker fiskens hydrodynamik i ryggen. Den energi, der forbruges af forfølgelsesfisken, bestemmes af to faktorer. Det betyder noget, om tilhængerfisken er tæt på skolelederen eller langt bagefter, og hvordan tilhængeren justerer sit halespark for at bruge hvirvlerne skabt af lederen.

Viser sig hemmeligheden bag at spare energi ersynkronisering. Det vil sige, at den efterfølgende fisk skal matche rytmen på halen med lederens rytme med en vis tidsforsinkelse baseret på rumlig position. Forskerne kaldte denne strategi for "vortex fase matching". Når tilhængerne er tæt på lederfisken, er den mest energisk effektive måde at gøre dette på at synkronisere halesparkene med lederen. Men når tilhængere hænger bagefter, skal de komme ud af synkronisering og hænge mere og mere bag lederens halen.

Læs også

Forskere har fundet ud af nøjagtigt, hvordan varmestress beskadiger sædceller

Den årlige mission i Arktis er afsluttet, og dataene er skuffende. Hvad venter menneskeheden?

På sygdom 3 mister de fleste COVID-19 patienter deres lugtesans og lider ofte af en løbet næse