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飞鸟与鱼都形单影只,它们为啥从不相撞?这办
发布时间:2019-02-28

新民晚报讯(见习记者 郜阳)鱼和飞鸟经常形单影只地前进,这一再个别不过的造作气象引起了科学家的兴趣——它们在群体内的互动细节是怎么的?由上海纽约大学张骏传授领衔的一项研究发明,鱼群和鸟群可以通过追随“领头鱼”和“领头鸟”的尾波来避免相撞。该研究为动物的群体运动机制提供了新的见解。

来源/视觉中国

“在扑翼翱翔或摆尾游泳的过程中,鸟或者鱼在空气和水流中留下一种动态结构,这种尾涡可以防止群体间的碰撞和分别,甚至可以允许有着不同拍动节奏的个体一起前进。值得一提的是,正是这种景象让较慢的追随者可以通过尾波来跟上速度较快的领队。”加入研究的纽约大学物理系博士乔尔·纽博尔特阐明。

为了研讨拍动的翼型(鸟翅跟鱼尾)跟四处空气、液体彼此作用对群体运动产生的影响,研究人员发展了一系列的实验。他们设计了一个由两个水翼组成的机动装置,用以模仿高下拍动并向前游动的翅膀或者鱼鳍。两个水翼辨别由不同的电机驱动,基于拍打时翼型上发生的压力和推力,它们可能自由地向前游动。他们还设置了不同的扑动频率和幅度,用以模拟不同速度下的游鱼和飞鸟。

研究结果发现,一对可以在单独举措时实现不同游速的扑翼,在群体活动时却能够和领队留下的尾波相互作用,实现既不会分辨也不会碰撞的群体游动模式。具体而言,追随者在领队留下的尾波中以不同的方式“冲浪”。当它掉队于领队的时候,跟随者会得到领队尾波的“推动”而加速跟上。相反,如果移动得太快,追随者则会被领队的尾波“推开”。“这些流体力学机制为位于领头者身后的追随者们创造出了一些‘最佳座席’。”张骏说。

从广泛意思上说,这项研究还为如何从河流、风等自然资源中获取能量供给了潜在途径。“诚然咱们目前利用风和水来帮助满足咱们的能源须要,但我们的研究为如何更加有效地利用它们供应了新的、可持续发展的方法。”研究职员、纽约大学柯朗数学研究所助理教养利夫表示。