Forskare har skapat en robot som hjälpte till att ta reda på hur och varför fiskar simmar i skolor

Med hjälp av biomimetiska fiskliknande robotar har forskare funnit att fiskar som flyttar in

skolan, kan använda bubbelpooler,skapat av dem som ligger före. Det visade sig att robotarna får hydrodynamisk nytta av sin närmaste granne i skolan, oavsett var de befinner sig. Detta beror på strategin "virvelfasmatchning". Denna regel för fiskbeteende i en skola var tidigare okänd. 

Energi sparande

”Fiskstim är mycket dynamiskt socialtsystem ”, förklarar seniorstudieförfattaren Ian Cousin. "Våra resultat förklarar hur fisk kan dra nytta av virvlar som skapas av sina närmaste grannar utan att behöva hålla fasta avstånd från varandra."

För att svara på frågan om fisk kan sparaenergi, simma med andra fiskar, är det nödvändigt att mäta dess energiförbrukning. Att göra detta med fisk som simmar fritt är inte möjligt, och tidigare forskning har försökt besvara denna fråga med teoretiska modeller och förutsägelser.

Robotlösning

Ny forskning har dock övervunnit dettahinder för experimentell testning. Forskare har utvecklat en tredimensionell robotfisk med en mjuk svansfena som simmar exakt efterliknar rörelserna hos en riktig fisk. Men till skillnad från sina levande motsvarigheter, tillåter robotar dig att direkt mäta energiförbrukningen i samband med att simma tillsammans, snarare än ensam.

Källa till

I över 10 000 tester testade de robotfisken i alla möjliga positioner i förhållande till ledaren och jämförde sedan energiförbrukningen med att simma ensam.

"Vortex fasmatchning"

Resultaten visade en tydlig skillnad iströmförbrukning av robotar som simmade ensamma och robotar som simmade parvis. De fann att anledningen till detta är hur fisken framför påverkar fiskens hydrodynamik i ryggen. Energin som förbrukas av förföljande fisk bestäms av två faktorer. Det spelar roll om efterfiskaren är nära skolledaren eller långt efter, och hur följare justerar svanssparken för att använda virvlarna som skapats av ledaren.

Visar sig hemligheten med att spara energi ärsynkroniserad. Det vill säga att efterfiskaren måste matcha svansrytmen med ledarens med en viss tidsfördröjning baserat på rumslig position. Forskarna kallade denna strategi för "virvelfasmatchning". När anhängarna är nära ledarfisken är det mest energiskt effektiva sättet att göra detta att synkronisera svanssparkarna med ledaren. Men när anhängare släpar efter måste de komma ur synkronisering och släpa mer och mer bakom ledarens svansslag.

Läs också

Forskare har räknat ut exakt hur värmestress skadar spermier

Det årliga uppdraget i Arktis har avslutats och uppgifterna är en besvikelse. Vad väntar mänskligheten?

På sjukdagens dag 3 förlorar de flesta COVID-19-patienter luktkänslan och lider ofta av en rinnande näsa