Mokslininkai sukūrė robotą, kuris padėjo išsiaiškinti, kaip ir kodėl žuvys plaukioja mokyklose

Naudodami biomimetinius į žuvis panašius robotus, mokslininkai nustatė, kad žuvys, kurios juda

mokykla, gali naudotis sūkurine vonia,sukūrė tie, kurie yra priekyje. Paaiškėjo, kad robotai gauna hidrodinaminę naudą iš artimiausio kaimyno mokykloje, nepaisant to, kur jie yra. Taip atsitinka dėl „sūkurio fazės suderinimo“ strategijos. Ši žuvų elgesio būryje taisyklė anksčiau buvo nežinoma. 

Energijos taupymas

„Žuvų šauliai yra labai dinamiški socialiniaisistemų “, - aiškina vyresnysis tyrimo autorius Ianas Cousinas. "Mūsų rezultatai paaiškina, kaip žuvys gali pasinaudoti sūkuriais, kuriuos sukūrė artimiausi kaimynai, neprivalant išlaikyti fiksuoto atstumo vienas nuo kito."

Norėdami atsakyti į klausimą, ar žuvis gali sutaupytienergijos, maudantis su kitomis žuvimis, būtina išmatuoti jos energijos sąnaudas. Tiksliai to padaryti su laisvai plaukiojančiomis žuvimis yra neįmanoma, ir ankstesni tyrimai bandė atsakyti į šį klausimą teoriniais modeliais ir prognozėmis.

Robotinis sprendimas

Nauji tyrimai vis dėlto tai įveikėkliūtis eksperimentiniams bandymams. Mokslininkai sukūrė erdvinę robotizuotą žuvį su minkštu uodegos peleku, kuris plaukia tiksliai imituodamas tikros žuvies judesius. Tačiau, skirtingai nei gyvenantys kolegos, robotai leidžia jums tiesiogiai matuoti energijos suvartojimą, susijusį su maudynėmis kartu, o ne atskirai.

Šaltinis

Atlikę daugiau nei 10 000 bandymų, jie išbandė žuvį robotą visose įmanomose pozicijose, palyginti su lyderiu, o tada energijos suvartojimą palygino tik su plaukimu.

„Sūkurinės fazės suderinimas“

Rezultatai parodė aiškų skirtumąvien tik plaukusių robotų ir poromis plaukusių robotų energijos suvartojimas. Jie nustatė, kad to priežastis yra tai, kaip priekyje esanti žuvis veikia gale esančių žuvų hidrodinamiką. Energiją, kurią suvartoja žuvis, kurią lemia, lemia du veiksniai. Svarbu, ar žuvis sekėjas yra arti mokyklos vadovo, ar toli už nugaros, ir kaip sekėjas pakoreguoja uodegos smūgius, kad panaudotų vadovo sukurtus sūkurius.

Pasirodo, energijos taupymo paslaptis yrasinchronizuoti. Tai yra, sekanti žuvis turi derinti savo uodegos ritmą su lyderio ritmu su tam tikru laiko atsilikimu, atsižvelgiant į erdvinę padėtį. Tyrėjai šią strategiją pavadino „sūkurinių fazių derinimu“. Kai sekėjai yra arti lyderio žuvies, energetiškai efektyviausias būdas tai padaryti yra uodegos smūgių sinchronizavimas su vadovu. Tačiau kai sekėjai atsilieka, jie turi išeiti iš sinchronizacijos, vis labiau atsilikdami nuo lyderio uodegos ritmo.

Taip pat skaitykite

Mokslininkai tiksliai išsiaiškino, kaip šilumos stresas kenkia spermai

Kasmetinė misija Arktyje baigėsi ir duomenys nuvilia. Kas laukia žmonijos?

3 ligos dieną dauguma COVID-19 pacientų praranda kvapo pojūtį ir dažnai kenčia nuo slogos