研究者たちは、生物模倣の魚のようなロボットを使用して、魚が体内で移動することを発見しました。
省エネ
「魚の群れは非常にダイナミックな社会的ですシステム」と、上級研究著者のIanCousinは説明します。 「私たちの結果は、魚が互いに一定の距離を維持する必要なしに、最も近い隣人によって作成された渦からどのように利益を得ることができるかを説明しています。」
魚が救えるかどうかという質問に答えるにはエネルギー、他の魚と一緒に泳ぐ、そのエネルギー消費を測定する必要があります。自由に泳ぐ魚でこれを正確に行うことは不可能であり、過去の研究は理論モデルと予測を使用してこの質問に答えようとしました。
ロボットソリューション
しかし、新しい研究はこれを克服しました実験的試験への障壁。研究者たちは、本物の魚の動きを模倣するために正確に泳ぐ柔らかい尾びれを備えた三次元ロボット魚を開発しました。しかし、生きているいとことは異なり、ロボットを使用すると、単独ではなく、一緒に泳ぐことに関連するエネルギー消費量を直接測定できます。
の出所
10,000を超える試行で、リーダーに対して可能なすべての位置でロボットの魚をテストし、エネルギー消費量を水泳だけと比較しました。
「ボルテックス位相整合」
結果は、単独で泳いだロボットとペアで泳いだロボットの消費電力。彼らは、この理由は、前の魚が後ろの魚の流体力学にどのように影響するかであることに気づきました。ストーキングフィッシュが消費するエネルギーは、2つの要因によって決定されます。フォロワーの魚が学校のリーダーに近いか、はるかに遅れているか、そしてフォロワーがリーダーによって作成された渦を使用するためにテールキックをどのように調整するかが重要です。
エネルギー節約の秘訣は同期中。つまり、フォロワーの魚は、空間的な位置に基づいて一定のタイムラグを持って、テールのリズムをリーダーのリズムと一致させる必要があります。研究者たちはこの戦略を「渦位相整合」と呼んだ。フォロワーがリーダーフィッシュに近い場合、これを行うための最もエネルギー的に効果的な方法は、テールキックをリーダーと同期させることです。しかし、フォロワーが遅れるにつれて、彼らは同期を失い、リーダーのテールビートにますます遅れる必要があります。
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