Роботы-рыбы продемонстрировали пользу плавания в стае — Naked Science
4 минуты
Сергей Васильев
3

Роботы-рыбы продемонстрировали пользу плавания в стае

4.4

Эксперименты с роборыбами показали, что синхронизированные движения при плавании в стае позволяют использовать турбулентные вихри соседей и экономить энергию.

©Liang Li, MPI of Animal Behavior

Многие рыбы плавают многочисленными косяками, совершая почти синхронные движения телом. Такие объединения более безопасны, в них проще найти партнера — и просто легче плавать. Совместные движения позволяют экономить энергию, и недавно это удалось продемонстрировать, используя биомиметических роботов-рыб. Об этом рассказывает новая статья ученых из Института поведения животных Общества Макса Планка, которая опубликована в журнале Nature Communications.

В самом деле, напрямую измерить энергетические расходы свободно плавающей в стае рыбы невозможно, и до сих пор такие работы проводились лишь на математических и компьютерных моделях. Чтобы провести необходимые эксперименты, немецким ученым пришлось разработать роботов-рыб с мягкими хвостами, движения которых имитируют настоящих животных. Провести необходимые измерения на роботах куда проще.

Авторы заставляли пару таких машин плавать как поодиночке, так и вместе, на разных расстояниях и в разном положении друг относительно друга. Для того чтобы можно было визуально регистрировать гидродинамику этого процесса, в воду закачивали крошечные газовые пузырьки, которые подсвечивали с помощью лазера. Всего было проведено более 10 тысяч «заплывов», которые достоверно подтвердили, что совместное движение позволяет ведомой рыбе плыть существенно легче.

Эта экономия определялась сочетанием дистанции до ведущего и частотой биений хвоста. При правильной комбинации ведомая рыба может подхватывать турбулентные вихри, слетающие с хвоста ведущей, и использовать их для создания дополнительной тяги. Такой подход авторы назвали «фазовой синхронизацией вихрей» (vortex phase matching) и дополнительно удостоверились в его эффективности, смоделировав аналогичные движения на компьютере.

«Мы обнаружили простое правило синхронизации с соседями, которое позволяет ведомым постоянно использовать создаваемые другими вихри, — добавляют ученые. — До таких экспериментов с роботами мы просто не знали, как это проделать, хотя ответ был практически у нас перед глазами».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 20:52
9 минут
Василий Парфенов

Или это делает любой другой аналогичный нам вид разумных существ прямо сейчас. В симуляции американские ученые использовали самые консервативные параметры скорости перемещения кораблей-поселений, а также времени жизни цивилизаций и поселений из возможных. Даже при пессимистичном раскладе, если вид не уничтожает себя, он колонизирует всю Галактику более чем в разумные сроки.

Вчера, 10:51
61 минута
Александр Березин

Восемьдесят лет назад началась война — крупнейшая в истории нашей страны, да и мира в целом. Германия напала на СССР, а огромный советский воздушный флот оказался почти бессилен перед намного меньшим немецким. Объяснений этому предлагали много. Мол, советские самолеты на тот момент устарели — среди них были даже бипланы! Тщательный анализ реальной ситуации показывает принципиально иную картину. В июне 1941 года советские самолеты во многом были лучше тех, что пришли им на смену в 1941-1943-х. Звучит дико, но в реальных боях Ил-2 оказался хуже легких штурмовиков-бипланов, а Як-1 — поздних модификаций И-16. Почему так вышло и в чем на самом деле причины кошмарных поражений советских ВВС в первое лето войны?

Вчера, 17:33
5 минут
Илья Ведмеденко

В Сеть выложили фото- и видеоматериалы, на которых можно рассмотреть новейшую китайскую подлодку, известную как Type 039C Yuan. Ее успели сравнить с перспективной шведской субмариной типа Blekinge, имеющей похожие внешние особенности.

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

21 июня
9 минут
Мария Азарова

Китайские ученые воспроизвели модель мужской беременности млекопитающих на лабораторных крысах: результаты оказались успешными лишь отчасти, но все равно показали, что в таких случаях эмбрионы могут развиваться нормально. Мировое сообщество восприняло эксперимент с ужасом.

24 мая
23 минуты
Ольга Иванова

«Сексуальную революцию совершили задние сиденья автомобилей», – заявил в свое время американский общественный деятель Джерри Рубин. И ошибся. Раскрепощение нравов происходило задолго до появления машин, причем много раз. Оно напоминает движение маятника. Как и почему вершились «секшал революшнс» и стоим ли мы на пороге нового витка сексуальности или же нас ждет ужесточение морали? Об этом – в нашем материале.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария

27.10.2020
-
1
+
И что это дает? м?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: