A halak mozgásának megértése segítheti a vízi robotok tervezését

A propeller nélküli robotok nemsokára stílusosan is úszhatnak majd. Ezt egy új modellnek köszönhetik, ami a halak és más vízi állatok mozgását mutatja meg. Ez a modell segíthet abban majd is, hogy a vízi robotok energia takarékos módon ússzanak, mint ahogyan azt a valódi állatok is teszik.

Azzal, hogy megfigyelték a halak, delfinek és más tengeri állatok úszását, Mehdi Saadat, a Harvard Egyetemről, munkatársaival felfedezték hogy sokan közülük nagyon hasonló módon mozognak, ami leírható egy egyszerű modellel, attól függően, hogy az állatok farka milyen gyorsan és messze csap oda-vissza és a test hosszúságuk alapján.

A tudósok korábban csak egy paramétert, a farok mozgási sebességét vették figyelembe és ezt igyekeztek kapcsolatba hozni az állat sebességével, azonban úgy néz ki hogy a helyzet nem ilyen egyszerű.

Az új tanulmányból kiderült, hogy van egy másik fontos tényező is, hogy a farok milyen távolságra mozdul el az állat testhosszához képest. Az találták, hogy szinte minden hal – és több egyéb tengeri állat – ezeknek a tényezőknek egy szűk optimális tartományában úszik.

“Ez megadja a megfelelő becslési tartományt. Különböző alakú és testtartású halak esetében is, ha ebbe beleesnek akkor a legalacsonyabb erőkifejtéssel tudnak haladni,” mondta Mattia Gazzola, az Illinois Egyetemről.

A kutatók a modell kifejlesztéséhez tartályban úszó pisztrángok mozgását figyelték meg. A tartályban lévő víz körkörösen folyt ezzel egy halaknak készült mókuskereket alkotva, amiben az állatok képesek úgy úszni hogy a helyzetük ne változzon meg. A csapat tagjai egy robotikus rendszert is elkészítettek ami a halak farkcsapásait szimulálva képes volt meghatározni hogy mennyi energiába telik az úszás.

Ezen felül a kutatók már korábban megjelenő tanulmányok adatait is megvizsgálták, amelyek több más tengeri életforma mozgását vizsgálták – makrélák, cápák, delfinek és gyilkos bálnák – és kiderült hogy azok paraméterei is megfelelnek a modellnek.

“Lenyűgöző hogy ennyi különböző alakú és fajtájú vízi életforma ugyanannak az általános szabálynak felel meg,” mondta George Lauder, a Harvard Egyetemről.

A tudósok szerint ezek a szabályok segíthetnek abban hogy energia hatékony vízi robotokat tervezzünk, amiket például a tengerfenék vagy korallzátonyok feltérképezésére használhatnak, anélkül hogy túlzottan megzavarnák az élővilágot.

Forrás: journals.aps.org

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.