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研究:鸟群和鱼群像“软晶体”一起移动 (等级 B1) — a group of blue and white drones

研究:鸟群和鱼群像“软晶体”一起移动CEFR B1

2026年7月8日

改编自 James Devitt-NYU, Futurity CC BY 4.0

照片: Growtika, Unsplash

等级 B1 – 中级
4 分钟
182

纽约大学的研究团队提出一个数学模型,把鸟群和鱼群看作类似“软晶体”的材料。研究把个体比作排列在规则晶格中的单元,群体像由柔性、弹簧状连接维系的弹性材料那样运动,能保持结构但也容易被形变。

模型强调,这类编队对空气或水流的变化以及附近物体或捕食者的出现具有高度响应性。为了检验模型,团队回顾并分析了以往的实验数据,其中包括用机械振翼器模拟的试验。

这些振翼器带有塑料 3D 打印的翅膀,由电动机驱动,在水中拍打,模拟沿一条线排列的“柱状”编队。模拟群体在不同速度下穿过水域并能在队列中自由排列,实验结果与数学模型的预测一致。

研究成果发表在期刊上,并指出这些认识可能对航空航天、汽车工程、机器人学以及能量采集等领域有重要意义。研究还获得了美国国家科学基金会的资助。

难词

  • 软晶体既像固体又能被形变的材料
  • 晶格物质中规则排列的点或单元
  • 弹性受力后能恢复原状的性质
    弹性材料
  • 形变物体形状或结构发生的改变
  • 响应性对外界变化快速产生反应的能力
  • 振翼器用来模仿翅膀拍动的机械装置
    机械振翼器
  • 队列个体按照顺序排列的队形
  • 预测根据模型或数据推测的结果

提示:在文章中将鼠标悬停、聚焦或轻触高亮词语,即可在阅读或听音频时快速查看简要释义。

讨论问题

  • 你觉得把动物群体比作“软晶体”,对理解它们运动有什么帮助?请说明理由。
  • 如果把这些发现应用到机器人学,你认为会带来哪些实际改变?请举一两个例子。
  • 你能想出生活中类似“柔性、按序排列”的例子吗?这种排列有什么优点?

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