Плавание колониальных животных может вдохновить дизайн подводных аппаратов

Морское животное Nanomia bijuga, родственное медузам, использует реактивное движение. От дюжины и более мягких структур на его теле, называемых нектофорами, откачивается вода, что толкает животное вперёд. Животное может управлять этими «двигателями» индивидуально, либо синхронизируя их импульсы, либо запуская их последовательно.

Исследователи из Университета Орегона под руководством морского биолога Келли Сазерленд и постдока Кевина Дю Кло обнаружили, что эти два разных стиля плавания позволяют животному расставлять приоритеты между скоростью и энергоэффективностью в зависимости от текущих потребностей. Это открытие может повлиять на проектирование подводных аппаратов, помогая создавать более универсальные машины.

Ключевые выводы:

• Синхронное пульсирование всех нектофор одновременно обеспечивает высокую скорость, идеальную для быстрого побега от хищника.
• Асинхронное (последовательное) пульсирование движет животным медленнее, но стабильнее, и, согласно моделям, является более энергоэффективным способом плавания на большие дистанции.
• Nanomia демонстрирует и скорость, и эффективность, несмотря на отсутствие центральной нервной системы для координации поведения.

Строение и потенциал: Nanomia — это колония отдельных особей. Нектофоры, создающие реактивную тягу, сгруппированы на стеблевидной структуре в передней части, в то время как сзади тянутся щупальца для питания, размножения и защиты. Многие морские обитатели имеют только один реактивный «двигатель», тогда как у Nanomia их часто от 10 до 20.

Перспективы: Понимание принципов движения Nanomia даёт основу для разработки роботов с широким диапазоном возможностей. Подводный аппарат с несколькими движителями мог бы менять режим работы (быстрый или экономичный) простым изменением синхронизации их импульсов.

Исследование опубликовано 28 ноября в Proceedings of the National Academy of Sciences. В будущем команда планирует изучить, как расположение щупалец влияет на питание животного, а также исследовать другие виды колониальных пловцов.