19:04 2022-11-28
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Obiceiurile de înot ale animalelor gelatinoase ar putea inspira designul vehiculelor subacvatice
_ Obiceiuri de înot de gelatinos animalele ar putea inspira designul vehiculelor subacvatice
O creatură marine gelatinoasă ar putea preda inginerilor o lecție sau două.
Nanomia bijuga, un animal marin înrudit cu meduze, înoată prin propulsie cu reacție. O duzină sau mai multe structuri spongioase de pe corpul său pompează apa înapoi pentru a împinge animalul înainte. Și poate controla aceste jeturi individual, fie sincronizându-le, fie pulsându-le în secvență.
Aceste două stiluri de înot diferite permit animalului să prioritizeze viteza sau eficiența energetică, în funcție de nevoile sale actuale, o echipă a Universității din Cercetătorii din Oregon au descoperit. Descoperirea ar putea informa proiectarea vehiculelor subacvatice, ajutând oamenii de știință să construiască vehicule mai robuste, care pot funcționa bine într-o varietate de condiții.
Echipa UO, condusă de biologul marin Kelly Sutherland și cercetătorul postdoctoral Kevin Du Clos, raportează descoperirile lor într-o lucrare publicată pe 28 noiembrie în Proceedings of the National Academy of Sciences.
„Majoritatea animalelor se pot mișca rapid sau într-un mod eficient din punct de vedere energetic, dar nu ambele”, a spus Sutherland. „Având multe unități de propulsie distribuite, Nanomia poate fi atât rapidă, cât și eficientă. Și, în mod remarcabil, fac acest lucru fără a avea un sistem nervos centralizat care să controleze diferitele comportamente.”
Nanomia împărtășește forma gelatinoasă, eterică. a rudelor sale meduze. Dar este puțin mai complicat din punct de vedere structural: fiecare este din punct de vedere tehnic o colonie de indivizi. De exemplu, fiecare dintre jeturile Nanomia este produs de o unitate individuală numită nectofor. Nectoforii sunt grupați pe o structură asemănătoare tulpinii în partea din față a animalului. Între timp, în spate se îndreaptă tentacule, purtând structuri specializate pentru hrănire, reproducere și protecție.
În timp ce multe creaturi marine se deplasează prin propulsie cu reacție, inclusiv calmarii și meduzele, majoritatea au doar un jet. Nanomia are adesea zece până la douăzeci — numărul exact variază de la o colonie la alta.
„Ne interesează de ce este util înotul cu mai multe jet, iar ceea ce ne-a interesat cu adevărat aici a fost momentul, ", a spus Du Clos. Nanomia își poate pulsa nectoforii toți deodată sau îi poate activa într-o secvență. Du Clos și colegii săi au vrut să vadă cum aceste moduri diferite au influențat stilul de înot al animalelor, ilustrând posibil un avantaj evolutiv de a avea mai multe jeturi.
La Friday Harbor Labs din Washington, cercetătorii au scos Nanomia din ocean și le-a pus în rezervoare în laborator. Apoi, au folosit înregistrări video și modele computerizate pentru a analiza tiparele de înot.
Cele două moduri de înot diferite sunt potrivite pentru situații diferite, a descoperit echipa.
Pulsul sincron o trimite pe Nanomia înainte foarte mult. rapid — perfect pentru o evadare rapidă de la un prădător. Pulsul asincron mișcă animalul puțin mai încet, dar mai constant, iar experimentele de modelare ale cercetătorilor au sugerat că este un mod mai eficient din punct de vedere energetic de a înota. Așadar, având în vedere că Nanomia călătorește uneori sute de metri pe zi, pomparea asincronă ar putea fi mai potrivită pentru utilizarea de zi cu zi.
Complicațiile mișcării Nanomia ar putea fi utile inginerilor care apelează la natură pentru inspirație.
„Oferă un cadru pentru dezvoltarea unui robot care are o gamă largă de capabilități”, a spus Du Clos. De exemplu, un vehicul subacvatic ar putea avea mai multe propulsoare, iar schimbările simple în sincronizarea propulsiei ar putea permite aceluiași vehicul să se miște fie rapid, fie eficient, în funcție de nevoi.
În lucrările viitoare, cercetătorii intenționează să se scufunde mai mult. în trăsăturile Nanomiei, concentrându-se apoi pe o mai bună înțelegere a modului în care dispunerea tentaculelor animalului îi afectează hrănirea.
Animalele coloniale sunt destul de comune în larg datorită avantajelor lor hidrodinamice potențiale, a adăugat Sutherland. În prezent, echipa se uită dincolo de Nanomia la alte specii de înotători coloniali, pentru a-și da seama cum diversele aranjamente ale unităților de înot influențează mișcarea animalelor.
Comentarii:
Adauga Comentariu