Вчені створили робота, який допоміг з'ясувати, як і навіщо риби плавають косяками

Використовуючи біоміметичні роботи, схожі на риб, дослідники з'ясували, що риби, які переміщаються в

косяку, можуть використовувати вири,створювані тими, хто попереду. Виявилося, що роботи отримують гідродинамічну вигоду від ближнього сусіда в одвірку незалежно від того, де вони розташовані. Це відбувається за рахунок стратегії «вихрового узгодження фаз». Таке правило поведінки риб у одвірку раніше було невідомо. 

Економія енергії

«Косяки риб - дуже динамічні соціальнісистеми », - пояснює старший автор дослідження Іен Кузін. «Наші результати пояснюють, як риби можуть отримувати" прибуток "від вихорів, що створюються найближчими сусідами, при цьому необхідності зберігати фіксовані відстані один від одного немає».

Щоб відповісти на питання, чи може риба економитиенергію, плаваючи з іншими рибами, необхідно виміряти її витрата енергії. Точно зробити це з вільно плаваючою рибою неможливо, і минулі дослідження намагалися відповісти на це питання за допомогою теоретичних моделей і прогнозів.

роботизоване рішення

Нове дослідження, однак, подолало цейбар'єр для експериментального тестування. Дослідники розробили тривимірну роботизовану рибу з м'яким хвостовим плавцем, яка плаває, точно імітуючи рухи справжньої риби. Але, на відміну від своїх живих побратимів, роботи дозволяють безпосередньо вимірювати енергоспоживання, пов'язане з плаванням разом, а не поодинці.

джерело

Провівши більше 10 000 випробувань, вони протестували рибу-робота в усіх можливих положеннях щодо лідера, а потім порівняли споживання енергії з плаванням в поодинці.

«Вихрове узгодження фаз»

Результати показали чітку різницю венергоспоживанні роботів, які плавали в поодинці, і роботів, які плавали парами. Вони виявили, що причиною цього є те, як риба попереду впливає на гідродинаміку риби ззаду. Енергія, споживана переслідує рибою, визначається двома факторами. Має значення, чи знаходиться риба-послідовник близько до лідера косяка або далеко позаду, а також як послідовник регулює удари свого хвоста, щоб використовувати вихори, створені лідером.

Виявляється, секрет економії енергії полягаєв синхронізації. Тобто риба-послідовник повинна погоджувати ритм свого хвоста з ритмом лідера з певним запізненням за часом, заснованим на просторовому положенні. Цю стратегію дослідники назвали «вихровим узгодженням фаз». Коли послідовники знаходяться поруч з рибою-лідером, найбільш енергетично ефективний спосіб зробити це - синхронізувати удари хвоста з лідером. Але в міру того, як послідовники відстають, вони повинні виходити з синхронізації, відстаючи все більше і більше в порівнянні з ударами хвоста лідера.

Читати також

Вчені з'ясували, як саме тепловий стрес пошкоджує сперму

Річна місія в Арктиці закінчилася, і дані невтішні. Що чекає людство?

На 3 день хвороби більшість хворих COVID-19 втрачають нюх і часто страждають нежиттю