北京大学工程学院谢光明教授的团队发现了一个简单的以前未知的规律,解释了鱼群如何在集体运动中节约能量。相关的研究已经发表在《自然通讯》上。
集体行为引起了生物学家的极大兴趣。一个著名的例子是大雁在长途迁徙中以“V”形或“-”形飞行,杏耀主管以减少阻力,从而节省能量。同样,鱼类成群游动是一种普遍现象,那么鱼群游动是否也能节省能量呢?自从Daniel Weihs(1973)提出一种可能的鱼群鱼群节能机制以来,
杏耀平台经营之道 ,对集体水下游泳节能机制的研究吸引了生物学家和机器人专家的广泛兴趣。前者希望揭示自然现象背后的本质机制,而后者则希望从自然中学习并应用于工程领域。然而,成群结队的鱼类是否,如果是的话,如何通过与邻居产生的漩涡相互作用来节省能源仍然不清楚。
谢教授的团队利用他们自己开发的高保真仿生机器鱼作为物理实验模型来探索其机理。他们在北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室的低湍流水槽平台上进行了10000多次集体游动机器鱼的试验。一个简单的规则被发现来解释追随者如何通过调整它的身体波动相对于领导者节省能量。为了验证这个规则是否也采用真正的鱼,谢教授的团队,一起Iain Couzin博士的小组教授动物行为的研究所,德国,分析了鱼体的形成和相对起伏之间的关系在不同的游泳速度,和验证这一简单的规则也真鱼用于节约能源。特别是,在对真鱼的视觉和侧线感知进行了损害后,他们发现真鱼不需要复杂的感知和大脑处理就可以采用这一规则,这表明这一规则可能在生物系统中是普遍存在的。
这些结果不仅为鱼群的节约能源提供了一种潜在的机制,杏耀注册也为机器人专家设计水下机器人群的控制算法提供了启发。