Nova otkrića inženjera Univerziteta Džons Hopkins koji rade sa visokotehnološkom simulacijom školovanja skuše, nude uvid u to zašto ribe plivaju u školama i obećavaju dizajn i rad mnogo tiših podmornica i autonomnih podvodnih vozila.
„Naširoko je poznato da plivanje u grupama pruža ribama dodatnu zaštitu od predatora, ali smo postavili pitanje da li to takođe doprinosi smanjenju njihove buke“, rekao je stariji autor Rajat Mital. „Naši rezultati sugerišu da značajno smanjenje njihovog akustičnog potpisa kada plivaju u grupama, u poređenju sa solo plivanjem, zaista može biti još jedan faktor koji pokreće formiranje jata riba.“
Rad je objavljen u časopisu Bioinspiracija i biomimetika.
Tim je napravio 3D model zasnovan na običnoj skuši kako bi simulirao različit broj riba koje plivaju, menjajući njihove formacije, koliko su blizu plivale jedna drugoj i stepene do kojih su njihovi pokreti sinhronizovani. Model, koji se primenjuje na mnoge vrste riba, simulira jednu do devet skuša koje guraju napred repnim perajima.
Tim je otkrio da je jato riba koje se kreću zajedno na pravi način zapanjujuće efikasno u smanjenju buke: jato od sedam riba zvučalo je kao jedna riba.
„Predator, kao što je ajkula, može to shvatiti kao da čuje usamljenu ribu umesto grupe“, rekao je Mital. „Ovo bi moglo imati značajne implikacije na ribe plena.“
Jedini najveći ključ za smanjenje zvuka, otkrio je tim, bila je sinhronizacija školskog mahanja repom – ili zapravo nedostatak istog.
Ako su se ribe kretale unisono, mašući repnim perajima u isto vreme, zvuk se zbrajao i nije bilo smanjenja ukupnog zvuka. Ali ako su naizmenično zavijali rep, ribe su poništavale zvuk jedna drugoj, otkrili su istraživači.
„Zvuk je talas“, rekao je Mital. „Dva talasa se mogu ili sabrati ako su tačno u fazi ili se mogu poništiti ako su potpuno van faze. To je ono što se ovde dešava, iako govorimo o slabim zvukovima koji bi jedva bili čujni za čoveka. “
Pokreti repnih peraja koji smanjuju zvuk takođe stvaraju interakciju protoka između riba koja omogućava ribama da plivaju brže dok koriste manje energije, rekao je glavni autor Ji Zhou, diplomirani student Džonsa Hopkinsa koji studira mašinstvo.
„Smatramo da smanjenje buke koju stvara protok ne mora da ide na račun performansi“, rekao je Džou. „Pronašli smo slučajeve u kojima je značajno smanjenje buke praćeno primetnim povećanjem potiska po glavi stanovnika, zbog hidrodinamičkih interakcija između plivača.“
Tim je bio iznenađen kada je otkrio da se prednosti smanjenja zvuka pojavljuju čim se jedna riba koja pliva pridruži drugoj. Smanjenje buke raste kako se sve više riba pridruži jatu, ali tim očekuje da će se prednosti u nekom trenutku smanjiti.
„Jednostavno biti zajedno i plivati na bilo koji način doprinosi smanjenju zvučnog potpisa“, rekao je Mital. „Nikakva koordinacija između riba nije potrebna.“
Zatim tim planira da doda turbulencije okeana u modele i kreira simulacije koje omogućavaju ribama da plivaju „slobodnije“.
