Nieuw onderzoek van wiskundigen aan New York University verklaart hoe zwermen vogels en scholen vissen samen bewegen. Het werk bouwt voort op eerder onderzoek van NYU’s Applied Mathematics Laboratory en verschijnt in Physical Review Fluids.
Het team stelde een wiskundig model voor waarin formaties worden vergeleken met een zacht kristallijn materiaal. Individuele dieren gedragen zich in dat beeld als atomen in een regelmatig rooster en houden min of meer gelijke afstanden. Daardoor werken de formaties als een elastisch materiaal met flexibele, veerachtige verbindingen. Dit maakt de groepen kwetsbaar maar ook gevoelig voor veranderingen in lucht- of waterstroming en voor nabije roofdieren.
Om het model te toetsen bekeken de onderzoekers eerdere experimenten, onder andere met mechanische flappers die kolomformaties nabootsen. Die flappers hadden 3D-geprinte vleugels en werden door motoren aangedreven; hun gedrag kwam overeen met de modelvoorspellingen. De auteurs noemen toepassingen in vakgebieden zoals aerospace, automotive, robotica en energy harvesting. Het team omvatte ook Jiajie Wu en het werk kreeg steun van de National Science Foundation.
Moeilijke woorden
- zwerm — grote groep dieren die samen en dicht bewegenzwermen
- formatie — orde of rangschikking van dieren in een groepformaties
- kristallijn — met een regelmatige, herhalende structuur zoals kristallen
- rooster — regelmatig patroon van punten of lijnen
- elastisch — kan buigen of uitrekken en weer terugkomen
- kwetsbaar — makkelijk te beschadigen of negatief beïnvloed worden
- toetsen — controleren of een model klopt met experimenten
- modelvoorspelling — uitkomst die een model verwacht of berekentmodelvoorspellingen
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Hoe zouden bedrijven in robotica dit soort onderzoek kunnen gebruiken? Geef één of twee voorbeelden.
- Welke gevolgen kan de gevoeligheid van groepen voor lucht- of waterstroming hebben voor dierlijke overleving?
- Ken je voorbeelden in jouw omgeving van groepen die samen bewegen (zoals vogels of fietsen in een groep)? Vergelijk kort met wat in het artikel staat.
Gerelateerde artikelen
Kwantumcomputers mogelijk verbonden over 2,000 km
Onderzoekers van de University of Chicago laten zien dat kwantumcomputers theoretisch over 2,000 km met elkaar verbonden kunnen worden. Ze verbeterden de coherentie van atomen met MBE-materiaal en plannen nu experimentele tests met lange kabels.