Fra bier til bl?hvaler: RUC-forskere finder enkel formel for dyrs bev?gelsesrytme
Hvor ofte skal en fugl, en flagermus eller en hval baske med sine vinger, hale eller finner for at holde sig flyvende eller sv?mmende? En gruppe fysikere fra 真人线上娱乐 Universitet er kommet frem til, at man med et simpelt regnestykke kan udregne alle dyrerigets sv?mmende og flyvende arters omtrentlige vinge- eller finnefrekvens m?lt i hertz – dvs. svingninger pr. sekund, hvis man kender deres masse og vinge- eller finneareal.
De nye forskningsresultater stammer fra et studie, som netop er offentliggjort i en artikel i det videnskabelige tidsskrift PLOS ONE. Det er de tre RUC-fysikere professor Jeppe Dyre, lektor Tina Hecksher og lektor emeritus Jens H?jgaard Jensen, alle fra Institut for Naturvidenskab og Milj?, der st?r bag.
Bl?hvalen og bien p? samme linje
Forskerne startede med at udlede et teoretisk udtryk for vingefrekvensen hos flyvende dyr – ved hj?lp af en s?kaldt dimensionsanalyse.
”Derefter fandt vi data i den naturvidenskabelige litteratur om areal af vinger, finner, haler og v?gt p? over 400 forskellige dyrearter lige fra sm? insekter til k?mpestore hvaler. Det sammenholdt vi med, hvor ofte dyret basker med vingerne eller sl?r med halen, n?r de bev?ger sig gennem vandet eller luften,” forklarer Tina Hecksher.
Forskerne satte de mange data ind i et koordinatsystem, hvor antallet af dyrenes slag med hale, finner eller vinger pr. sekund plottes ind p? y-aksen og kvadratroden af dyrets masse divideret med arealet af vinger, finner eller hale p? x-aksen. Og s? viste det sig, at selv om dyrene havde forskellige masser og former, lagde de sig alle sammen - bortset fra ganske f? afvigelser – p? en ret linje.
”P? basis af disse data kom vi frem til, at alle dyr, der form?r at flyve eller sv?mme, har det samme universelle forhold mellem masse, vinge- eller finne-fang og frekvensen af slag eller bask. Det g?lder, uanset om det er en bl?hval, som sl?r med halen en gang hvert femte sekund, n?r den sv?mmer, eller bien, som m? kompensere for sin tunge krop og sm? vinger ved at skrue frekvensen af vingeslagene helt op p? 135 gange pr. sekund,” siger Tina Hecksher.
Naturens regler g?lder ogs? for robotter
Ligningen, som forskerne er kommet frem til, kan bruges af ingeni?rer og designere, n?r de skal konstruere noget, der skal kunne sv?mme eller flyve.
”Tager man fx den robotfugl, som det er lykkedes for nogen at designe, og s?tter dens data om masse, vingeareal og vingeslag pr. sekund ind i vores koordinatsystem, s? l?gger den sig pr?cist p? den rette linje sammen med rigtige fugle. Naturens regler for at kunne flyve g?r sig alts? ogs? g?ldende for robotter,” siger Jeppe Dyre.
Fysikprofessoren peger dog p?, at n?r det g?lder helt sm? v?sener – fx bakterier – holder ligningen ikke mere.
”Vores beregninger tyder p?, at for de allermindste dyr g?lder en anden simpel formel – nemlig at frekvensen er givet ved dyrets masse divideret med arealet af dets ”vinger”. Det er noget, vi nu vil se n?rmere p?,” siger Jeppe Dyre.