Eine neue Studie von Mathematikern der New York University erklärt, wie Vogelschwärme und Fischschwärme ihre Bewegungen koordinieren. Die Arbeit, die in der Fachzeitschrift Physical Review Fluids erscheint, baut auf Ergebnissen des Applied Mathematics Laboratory der NYU auf. Das Forscherteam schlägt ein Modell vor, das Schwärme mit weichen Kristallen vergleicht.
Nach dem Modell verhalten sich einzelne Vögel und Fische wie Atome in einem regelmäßigen Gitter. Die Tiere halten annähernd gleichen Abstand und wirken wie ein elastisches Material, das durch flexible, federähnliche Bindungen zusammengehalten wird. So bleiben die Formationen empfindlich und zugleich leicht verformbar und reagieren rasch auf Änderungen der Strömung oder auf nahe Objekte.
Zur Überprüfung wertete das Team frühere Experimente mit mechanischen Flattervorrichtungen aus. Diese Vorrichtungen hatten 3D-gedruckte Flügel und Motoren und ahmten säulenförmige Formationen nach. Das Gruppenverhalten stimmte mit den Modellvorhersagen überein. Die Autoren nennen Anwendungen in Luft- und Fahrzeugtechnik, Robotik und Energiegewinnung; die Arbeit wurde durch Fördermittel unterstützt.
Schwierige Wörter
- koordinieren — gemeinsam Bewegungen planen und anpassen
- modell — vereinfachte Darstellung eines Systems oder Prozesses
- kristall — geordnete Anordnung von Teilchen in einem FestkörperKristallen
- elastisch — sich biegen oder dehnen und dann zurückkommenelastisches
- bindung — Kraft oder Verbindung zwischen zwei TeilenBindungen
- formation — Anordnung von Personen oder Tieren in einer GruppeFormationen
- strömung — Bewegung von Luft oder Wasser
- flattervorrichtung — ein Gerät, das Flügel bewegt oder schlägtFlattervorrichtungen
Tipp: Fahre über markierte Wörter oder tippe darauf, um kurze Definitionen zu sehen – während du liest oder zuhörst.
Diskussionsfragen
- Glauben Sie, dass Robotergruppen von diesem Modell profitieren könnten? Warum oder warum nicht?
- Wie könnte das Verhalten von Vogelschwärmen oder Fischschwärmen für die Energiegewinnung nützlich sein? Nennen Sie eine einfache Idee.
- Haben Sie schon einmal eine große Tiergruppe (Vögel oder Fische) beobachtet? Wie sah ihre Bewegung aus und worauf achteten Sie?
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