Роботы-рыбы продемонстрировали пользу плавания в стае
Эксперименты с роборыбами показали, что синхронизированные движения при плавании в стае позволяют использовать турбулентные вихри соседей и экономить энергию.
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».
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии