Ученые разработали 3D-модель взаимодействия рыб в стае
Трехмерное численное моделирование движения рыб в косяке, которое раскрыло роль боковой линии — чувствительного органа рыб, выполнила международная группа ученых, 16 марта сообщил научно-популярный портал Naked Science.
Разработка исследователей из Сколтеха, Высшей школы промышленной физики и химии Парижа, Университета Тибы и Японского агентства науки и техники моря и Земли, результаты которой опубликованы в статье Frontiers in Robotics and AI, поможет создателям исследовательских рыбороботов разрабатывать энергоэффективные и незаметные для жителей океана устройства.
Предыдущими исследователями поведения рыб в стае было установлено, что групповое плавание предоставляет отдельным особям важные преимущества по безопасности, а также, с гидродинамической точки зрения, возможность экономить энергию, регулируя взаимное расположение и подстраиваясь под движения друг друга.
В прозрачной, хорошо освещенной воде такое взаимное расположение можно регулировать с помощью зрения, однако в темноте или очень мутной воде сделать это было бы трудно. Здесь рыбам помогают «датчики» боковой линии. Именно их влияние на взаимное положение рыб в косяке моделировала международная группа ученых.
Один из авторов исследования, доцент Центра технологий материалов Сколтеха Дмитрий Коломенский рассказал: «В этой работе мы моделируем совместное перемещение в спокойных водах красноносой тетры в количестве двух рыбок с разными вариантами взаимного расположения. Мы рассматриваем сигналы в виде перепадов давления, которые доходят от одной рыбки до другой. Хотя неизвестно, как эти сигналы обрабатываются, по крайней мере становится ясно, что они действительно достигают органов чувств на боку рыбы, выделяются на фоне внешнего шума и содержат информацию о положении и движении хвоста соседа».
Результаты моделирования показали, что сигналы боковой линии у одной рыбы потенциально могут отражать относительное положение, разность фаз и частоту биений хвоста ее соседки.
Эти результаты проливают свет на гидродинамические аспекты механизма восприятия боковой линии, используемого рыбой. Кроме того, представленный в статье подход, особенно удобен для приложений в плавательной робототехнике, вдохновленной биотехнологиями, пишут авторы статьи.
