Los peces y las aves pueden moverse en grupos, sin separarse o colisionar, debido a una dinámica recién descubierta: los seguidores interactúan con la estela que dejaron los líderes. El hallazgo ofrece nuevas ideas sobre la locomoción animal y apunta a posibles formas deaprovechar la energía de los recursos naturales, como los ríos o el viento.
"Los flujos de aire o agua generados naturalmente durante el vuelo o la natación pueden evitar colisiones y separaciones, lo que permite que incluso las personas con diferentes movimientos de aleteo viajen juntas", explica Joel Newbolt, candidato a doctorado en el Departamento de Física de la Universidad de Nueva York y autor principal dela investigación, que aparece en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias . "Notablemente, este fenómeno permite a los seguidores más lentos mantenerse al día con los líderes que agitan más rápido navegando a su paso".
En términos más generales, el estudio abre posibilidades para capturar mejor los recursos naturales para generar energía a partir del viento y el agua.
"Si bien actualmente utilizamos el viento y el agua para ayudar a satisfacer nuestras necesidades energéticas, nuestro trabajo ofrece nuevas formas de aprovecharlas de manera más eficiente a medida que buscamos nuevos métodos para mejorar las prácticas sostenibles", observa Leif Ristroph, uno de los coautores del artículo yprofesor asistente en el Courant Institute of Mathematical Sciences de la NYU.
Es bien sabido que los animales como los peces y las aves a menudo viajan en grupos, pero los detalles de estas interacciones en las escuelas y las parvadas no se comprenden completamente.
Para estudiar los efectos de los movimientos de aleteo y las interacciones de flujo en el movimiento de los miembros de un grupo, los investigadores realizaron una serie de experimentos en el Laboratorio de Matemáticas Aplicadas del Instituto Courant. Aquí, diseñaron una "escuela" robótica de dos hidroalas, que simulan alas y aletas, que se mueven hacia arriba y hacia abajo y nadan hacia adelante. El movimiento de aleteo de cada lámina fue impulsado por un motor, mientras que los movimientos de natación hacia adelante fueron libres y son el resultado de la presión del agua sobre las láminas cuando se agitan.
Los investigadores, que también incluyeron a Jun Zhang, profesor del Courant Institute, el Departamento de Física de NYU y NYU Shanghai, variaron la velocidad de los movimientos de aleteo para representar nadadores y aviadores más rápidos y más lentos.
Sus resultados mostraron que un par de láminas con diferentes movimientos de aleteo, que nadarían o volarían a diferentes velocidades cuando estuvieran solas, de hecho, pueden moverse juntas sin separarse ni colisionar debido a la interacción del seguidor con la estela dejada atrás porel líder.
Específicamente, el seguidor "navega" de distintas maneras en la estela dejada por el líder. Si se arrastra hacia atrás, el seguidor experimenta un "empuje" hacia adelante por esta estela; sin embargo, si se mueve demasiado rápido, un seguidor es "repelido" porla estela del líder.
"Estos mecanismos crean algunos 'puntos dulces' para un seguidor cuando se sienta detrás de un líder", observa Zhang.
Video: http://math.nyu.edu/aml/wetlab/StableStatesMovieWebpage.html
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :