Tutkijat ovat luoneet robotin, joka auttoi selvittämään, miten ja miksi kalat uivat kouluissa

Biomimeettisten kalan kaltaisten robottien avulla tutkijat ovat havainneet, että kalat liikkuvat sisään

koulu, voi käyttää porealtaita,edellä olevien luoma. Kävi ilmi, että robotit saavat hydrodynaamisia etuja lähimmältä koulunaapuriltaan riippumatta niiden sijainnista. Tämä johtuu "pyörrevaiheen sovitus" -strategiasta. Tämä kalojen käyttäytymissääntö parvessa oli aiemmin tuntematon. 

Energiansäästö

”Kalavarret ovat hyvin dynaamisia sosiaalisia”, selittää tutkimuksen vanhempi kirjailija Ian Cousin. "Tuloksemme selittävät, kuinka kalat voivat hyötyä lähimpien naapureidensa luomista pyörteistä tarvitsematta pitää kiinteitä etäisyyksiä toisistaan."

Vastaamaan kysymykseen, voivatko kalat säästääenergia, uinti muiden kalojen kanssa, on tarpeen mitata sen energiankulutus. Tarkkaa tekemistä vapaasti uivien kalojen kanssa ei ole mahdollista, ja aikaisemmat tutkimukset ovat yrittäneet vastata tähän kysymykseen teoreettisten mallien ja ennusteiden avulla.

Robottiratkaisu

Uusi tutkimus on kuitenkin voittanut tämäneste kokeellisille kokeille. Tutkijat ovat kehittäneet kolmiulotteisen robottikalan, jolla on pehmeä hännänevä, joka ui tarkalleen matkiakseen todellisen kalan liikkeitä. Mutta toisin kuin elävät kollegansa, robottien avulla voit mitata suoraan uimiseen liittyvää energiankulutusta yksin.

Lähde

Yli 10000 testissä he testasivat kalakalat kaikissa mahdollisissa asemissa johtajaan nähden ja verrattiin sitten energiankulutusta yksin uimiseen.

Vortex-vaiheen sovitus

Tulokset osoittivat selkeän eronyksin uinneiden robottien ja pareittain uivien robottien virrankulutus. He havaitsivat, että syy tähän on, miten edessä olevat kalat vaikuttavat takana olevien kalojen hydrodynamiikkaan. Kalastavien kalojen kuluttama energia määritetään kahdella tekijällä. Sillä on merkitystä, onko seuraajakala lähellä koulupäällikköä vai kaukana, ja kuinka seuraaja säätää hännän potkunsa johtajan luomiin pyörteisiin.

Osoittautuu energian säästämisen salaisuussynkronointi. Toisin sanoen seuraajakalan on sovitettava hännän rytmi johtajan rytmiin tietyllä aikaviiveellä, joka perustuu spatiaaliseen sijaintiin. Tutkijat kutsuivat tätä strategiaa "pyörrevaiheen sovittamiseksi". Kun seuraajat ovat lähellä johtajakalaa, energisesti tehokkain tapa tehdä se on synkronoida hännän potkut johtajan kanssa. Mutta kun seuraajat jäävät jälkeen, heidän on päästävä synkronoinnista, jäämällä yhä enemmän johtajan hännän taakse.

Lue myös

Tutkijat ovat selvittäneet tarkalleen, kuinka lämpöstressi vahingoittaa siittiöitä

Arktisen alueen vuosittainen tehtävä on päättynyt ja tiedot ovat pettymyksiä. Mikä ihmiskuntaa odottaa?

Sairauspäivänä 3 useimmat COVID-19-potilaat menettävät hajuaistunsa ja kärsivät usein nenästä