作者:H. Haj-Hariri 来源:《流体物理评论》 发布时间:2017/8/22 17:18:18
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研究阐明鱼类为何游得好

 

没有推进器的机器人或许很快将以各种式样游泳。关于鱼类和其他水生生物如何在不耗费太多能量的情况下推动自己前进的最新模型,或许能帮助创建节省能量并且像真的在游泳一样的水下机器人。相关成果日前发表于《流体物理评论》杂志。

通过仔细研究和监控鱼类、海豚和其他海洋生物如何游泳,来自美国哈佛大学的Mehdi Saadat和同事发现,其中很多拥有极其类似的风格。这些风格取决于尾巴前后挥动地有多快和多远以及动物的体长,并且可通过一个简单的模型得以描述。

科学家此前只是重点关注了将鱼尾巴摆动的节奏和距离同其前进运动关联起来的参数。但事实证明,情况要更加复杂。

Saadat和同事确认了第二个重要因素:和鱼的体长相比尾巴来回摆动的距离。他们发现,几乎所有鱼类和很多其他海洋生物均在这一参数的很小的最佳范围内游动以产生推力。每次摆尾的长度在动物体长的1/10到3/10之间。

研究人员通过仔细监控实验室水箱中鳟鱼的游动,开发了该模型的参数。他们还测试了一个模拟鱼尾的机器人系统,以获得其在游动时利用了多少力的测量数据。此外,该团队利用了此前发布的关于各种其他海洋生命的数据,包括鲭鱼、黑鳍鲨、海豚和虎鲸,并且观察到它们游动时涉及的参数和在实验室鳟鱼中发现的参数一致。

“如此多不同体型和种类的水生生物符合相同的通用规则。这实在是令人惊奇。”来自哈佛大学的George Lauder表示。(来源:科学网 徐徐)

 
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