На протяжении веков было известно, что многие рыбы плавают косяками, большими группами движутся в унисон.
Но ученые никогда полностью не знали почему, и не смогли доказать, как такое поведение им выгодно. Теперь европейские исследователи использовали роботов-рыбок, чтобы показать, что рыбам на 13,5% эффективнее плавать в группе, чем в одиночку, что позволяет им экономить энергию. Это была давняя теория, но она так и не была окончательно доказана.
Ученые из Института поведения животных Макса Планка (MPI-AB), Университета Констанца и Пекинского университета приступили к созданию реалистичного робота для проверки гипотезы. Он плавает волнообразными движениями, копирующими рыбу в дикой природе, и исследователи смогли увидеть, как определенные движения и время влияют на потребление энергии. Они проверили эффективность одной из роботизированных рыбок самостоятельно, а затем что произошло, когда их было двое. Было проведено более 10 000 различных испытаний, чтобы выяснить, есть ли польза от пребывания в группе.
Собранные ими данные являются первыми в своем роде, которые убедительно показывают, что рыбы экономят огромное количество энергии, когда находятся в парах. Они делают это, синхронизируя свои плавательные движения во времени с рыбой перед ними.
Тем не менее, роботы показывают, что рыбы не плавают точно по времени друг с другом, вместо этого есть небольшая задержка, которая позволяет следящему за ним особи максимально эффективно использовать взволнованную воду, сбиваемую ведущей рыбой.
Это приводит к вихрям турбулентной воды, и, немного задерживая их собственные движения, школа может использовать эти вихри.
Исследователи выпускали пузыри из спины своей роботизированной рыбы и использовали лазеры, чтобы отслеживать их.
«Дело не только в экономии энергии. Изменяя способ синхронизации, последователи могут также использовать вихри, создаваемые другими рыбами, для создания тяги и ускорения движения », — говорит соавтор Мате Надь, руководитель исследовательской группы коллективного поведения« Лендюлет »в Венгерской академии наук и Университет Этвёша.
Хотя лабораторные эксперименты доказали, что роботы-рыбы могут экономить энергию при совместном плавании, исследователи хотели знать, используют ли настоящие рыбы эту технику.
Их данные были введены в компьютерную модель, которая предсказывала, как будут плавать стаи золотых рыбок, если они будут использовать этот метод.
Реальные кадры, проанализированные с помощью ИИ, затем показали, что они действительно используют уловку с задержкой по времени, доказывая, что это распространено в природе.