Penelitian dari New York University menjelaskan mekanika rinci gerak kolektif pada kawanan burung dan gerombolan ikan dengan pendekatan yang baru. Karya ini, dimuat di jurnal Physical Review Fluids dan mengacu pada temuan Applied Mathematics Laboratory NYU, menyajikan model matematis yang menyamakan formasi hewan dengan material kristal lunak. Pendekatan tersebut menghubungkan fisika gerakan kolektif dengan interaksi hidrodinamik dan aerodinamik.
Menurut model, setiap individu dalam kawanan berperilaku seperti atom yang tersusun dalam kisi teratur: mereka menjaga jarak relatif yang merata dan berperilaku seperti bahan elastis yang diikat oleh ikatan fleksibel mirip pegas. Model menyoroti dua sifat penting: formasi dapat rapuh dan mudah terdeformasi, namun juga sangat peka terhadap perubahan aliran udara atau air serta terhadap objek atau predator yang mendekat. Karena itu formasi kolektif dapat berubah cepat sebagai respons terhadap gangguan lingkungan.
Untuk validasi, tim menelaah percobaan sebelumnya, termasuk eksperimen dengan "flapper" mekanis—sayap yang dicetak 3D dari plastik dan digerakkan oleh motor agar mengepak di dalam air. Kawanan tiruan itu bergerak melalui air pada berbagai kecepatan dan mampu mengatur diri dalam barisan; perilaku kelompok flapper cocok dengan prediksi model matematis. Penulis menyebutkan bahwa wawasan ini relevan untuk bidang seperti dirgantara dan rekayasa otomotif, robotika, serta penangkapan energi. Tim peneliti termasuk Christiana Mavroyiakoumou, Leif Ristroph, dan Jiajie Wu, dan pekerjaan ini didukung oleh hibah dari National Science Foundation.
Kata-kata sulit
- mekanika — studi tentang gaya dan gerakan benda
- gerak kolektif — perilaku bergerak bersama oleh banyak individu
- kristal lunak — bahan berstruktur teratur tapi mudah berubah bentuk
- hidrodinamik — berkaitan dengan aliran dan gaya dalam cairan
- aerodinamik — bersangkutan dengan aliran udara pada benda bergerak
- elastis — mudah kembali ke bentuk semula setelah diberi gaya
- rapuh — mudah patah atau rusak oleh tekanan kecil
- validasi — proses memastikan hasil sesuai kenyataan atau teori
Tips: arahkan kursor, fokus, atau ketuk kata yang disorot di dalam teks untuk melihat definisi singkat sambil membaca atau mendengarkan.
Pertanyaan diskusi
- Bagaimana menyamakan formasi hewan dengan kristal lunak dapat membantu desain di bidang robotika atau dirgantara?
- Apa keuntungan dan risiko jika model ini diterapkan pada kendaraan yang bergerak secara kolektif?
- Bidang mana menurut Anda paling mungkin mendapat manfaat dari wawasan ini (dirgantara, otomotif, atau penangkapan energi)? Jelaskan alasan singkat.
Artikel terkait
Model Fisika Baru untuk Meningkatkan Ketajaman MRI
Peneliti di Rice University dan Oak Ridge National Laboratory mengembangkan model fisika baru yang menghubungkan gerak molekul dengan sinyal MRI klinis. Studi ini menjelaskan relaksasi NMR dalam cairan dan diuji pada frekuensi MRI klinis.
