解决鱼类如何游得好可能有助于设计水下机器人

时间:2017-03-21 06:55:04166网络整理admin

Westend61 / Getty By Ramin Skibba无螺旋桨机器人很快就可以游泳了鱼类和其他水生物种如何能够在不消耗大量能量的情况下向前推进自身的新模型可能有助于创造能够像真实物体一样游泳的节能水下机器人通过密切研究和监测鱼类,海豚和其他海洋生物的游泳方式,哈佛大学的Mehdi Saadat和他的同事们发现,他们中的许多人的风格非常相似,可以用一个简单的模型来描述,这取决于尾巴鞭子的速度和距离来回和动物的长度科学家此前只关注一个参数,该参数与摆动的鱼尾巴的节拍以及它与动物向前运动的振动距离有关但事实证明它稍微复杂一些 Saadat和他的同事确定了第二个重要因素:尾巴相对于鱼的长度来回走了多远他们发现几乎所有的鱼类 - 以及许多其他海洋生物 - 都在这个参数的最窄范围内游动以产生推力,每个尾巴的长度在动物长度的一到三分之一之间 “这给了你正确的球场即使对于不同的鱼形状和步态,如果你在那里,你仍然以最小的功率投入巡航,“伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的Mattia Gazzola说研究人员通过仔细监测实验室水箱中的鳟鱼巡航来开发模型的参数在水箱中,水流成一圈,让动物在上游游泳时留在一个地方,就像鱼类跑步机一样该团队还测试了一个模拟鱼尾的机器人系统,以测量它在游泳时使用的功率此外,研究人员使用以前发表的关于各种其他海洋生物的数据,包括鲭鱼,黑鳍鲨,海豚和虎鲸,观察到它们始终按照它们在实验室中发现的鳟鱼参数进行游泳 “令人惊奇的是,许多不同形状和不同种类的水生生物符合相同的一般规则,”哈佛大学的乔治·劳德说 Saadat认为这些规则可用于帮助设计节能型水上机器人例如,这种机器人可以在不打扰野生动物的情况下探索海底或绘制珊瑚礁地图,而美国海军则对没有螺旋桨的隐形机器人感兴趣期刊参考文献:物理评论流体,DOI:10.1103 / PhysRevFluids.2.083102了解更多:海豚游得如此之快它疼痛更多关于这些主题: