Wetenschappers hebben een robot gemaakt die heeft geholpen erachter te komen hoe en waarom vissen in scholen zwemmen

Met behulp van biomimetische, visachtige robots hebben onderzoekers ontdekt dat vissen naar binnen bewegen

school, kan gebruik maken van whirlpools,gecreëerd door degenen die voorop lopen. Het bleek dat de robots hydrodynamische voordelen krijgen van hun dichtstbijzijnde buur in de school, ongeacht waar ze zich bevinden. Dit gebeurt als gevolg van de strategie van ‘vortex-fase-matching’. Deze gedragsregel van vissen in een school was voorheen onbekend.

Energiebesparend

“Scholen vissen zijn sociaal erg dynamischsystemen, ”legt senior studie auteur Ian Cousin uit. "Onze resultaten leggen uit hoe vissen kunnen profiteren van wervelingen die door hun naaste buren worden gecreëerd zonder dat ze vaste afstanden van elkaar hoeven aan te houden."

Om de vraag te beantwoorden of vissen kunnen reddenenergie, zwemmen met andere vissen, het is noodzakelijk om het energieverbruik te meten. Dit nauwkeurig doen met vrij zwemmende vissen is niet mogelijk, en in het verleden heeft onderzoek geprobeerd deze vraag te beantwoorden met theoretische modellen en voorspellingen.

Robotachtige oplossing

Nieuw onderzoek heeft dit echter overwonnenbarrière voor experimenteel testen. Onderzoekers hebben een driedimensionale robotvis ontwikkeld met een zachte staartvin die precies zwemt om de bewegingen van een echte vis na te bootsen. Maar in tegenstelling tot hun levende tegenhangers, kunt u met robots direct het energieverbruik meten dat gepaard gaat met samen zwemmen, in plaats van alleen.

Bron van

In meer dan 10.000 proeven hebben ze de robotvis in elke mogelijke positie ten opzichte van de leider getest en vervolgens het energieverbruik vergeleken met alleen zwemmen.

Vortex-fase-aanpassing

De resultaten lieten een duidelijk verschil zien instroomverbruik van robots die alleen zwommen en robots die in paren zwommen. Ze ontdekten dat de reden hiervoor is hoe de vis vooraan de hydrodynamica van de vis achterin beïnvloedt. De energie die de besluipende vis verbruikt, wordt bepaald door twee factoren. Het maakt uit of de volgvis zich dicht bij de schoolleider bevindt of ver achter, en hoe de volgeling zijn staarttrappen aanpast om de door de leider gecreëerde vortexen te gebruiken.

Blijkt dat het geheim van energiebesparing issynchronisatie. Dat wil zeggen, de volgvis moet het ritme van zijn staart matchen met dat van de leider met een bepaalde tijdsvertraging op basis van de ruimtelijke positie. De onderzoekers noemden deze strategie "vortex phase matching". Wanneer de volgers dicht bij de leidervis zijn, is de meest energetisch effectieve manier om dit te doen, door de staarttrappen te synchroniseren met de leider. Maar omdat volgers achterblijven, moeten ze uit de pas lopen en steeds meer achterblijven bij de tail beats van de leider.

Lees ook

Wetenschappers hebben precies ontdekt hoe hittestress het sperma beschadigt

De jaarlijkse missie in het noordpoolgebied is afgelopen en de gegevens zijn teleurstellend. Wat staat de mensheid te wachten?

Op dag 3 van de ziekte verliezen de meeste COVID-19-patiënten hun reukvermogen en hebben ze vaak een loopneus