Тайна скоординированного стайного движения рыб скоро будет раскрыта.
11.05.2010
На телеэкране мы часто видим как огромная стая рыб движется как одно целое, избегая препятствий и столкновений друг с другом. Ученые из штата Мэриленд надеются создать схему координации движения беспилотных подводных лодок и мини-вертолетов схожую на схему передвижения стаи рыб.
Дерек Палей, доцент кафедры аэрокосмической инженерии университета Кларка, недавно предложил изучить механизм скоординированного движения рыбы. Результаты исследований будут применены в разработке механизма движения беспилотных подводных лодок.
Несколько централизованно управляемых беспилотных транспортных средств могут проводить сбор данных более эффективно по сравнению с одним. ВМС планируют использовать флотилии беспилотных подводных лодок для определения содержания соли в океанской воде, температуры и плотности — факторов влияющих на изменение скорости звука в водной среде. Полученные данные повысят эффективность работы гидролокационных устройств.
Рыбы в стае получают друг от друга визуальные и гидродинамические сигналы. Помогает им в этом так называемая боковая линия — ряды клеток, расположенных по бокам тела. Дерек Палей конструирует целый парк мини-субмарин с камерами на борту для имитации визуального зондирования. Кроме того, на борту 3-х футовых подводных лодок имеется мини-компьютер, который обрабатывает информацию, получаемую от камер, для определения положения субмарины по отношению к окружающим предметам.
Студент Александр Леишман параллельно разрабатывает датчики, которые будут имитировать клетки боковой линии рыб.
В специально созданной лаборатории профессор биологии Артур Поппер развернул целую сеть видеокамер для наблюдения за стаей рыб giant danios. Ученый следит за тем, как рыба реагирует на внешние раздражители. В случае, если испугать, например, одну рыбу, то происходит цепная реакция — рыба резко меняет направление движения, затем меняют направление ее соседи, затем соседи соседей и так далее.
Данные, полученные с камер используются для создания 3D модели движения рыбы. Данная модель поможет исследовательской группе глубже понять способы передачи информации от особи к особи и применить полученные знания при создании беспилотных транспортных средств.
«Мы разрабатываем новые, современные методы для исследования этого явления (скоординированного движения). Информация будет полезна всем студентам, изучающим биологию». Полученные данные можно будет использовать и при конструировании беспилотных летательных аппаратов.
«Беспилотные летательные аппараты могут использоваться, например, для исследования ураганов», говорит Палей. «Крайне важно, что такие аппараты смогут летать на небольшой высоте (до 10 000 футов). Кроме того пилотируемые людьми вертолеты не могут применяться в условиях урагана по соображениям безопасности».
Палей руководит группой из 12 студентов, помогающих ему в конструировании субмарин. Осенью к команде добавится еще несколько студентов. И тайна скоординированного движения многотысячных рыбьих стай будет раскрыта!
