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魚は協調的な運動で省エネルギー遊泳を実現 ―渦を介した尾ヒレの同期とエネルギー消費の関係を解明―

【本学研究者情报】

大学院理学研究科物理学専攻
准教授 内田 就也(うちだ なりや)

【発表のポイント】

  • 鱼の尾ヒレが発生する涡によって2匹の鱼が同期して泳ぐ仕组みを解明しました。
  • 同期によって、游泳に伴うエネルギー消费が顕着に低减することが判明しました。
  • 最も出现频度の高い运动パターンではエネルギー消费は最小にはならず、さらに効率的な泳法があると考えられます。

【概要】

 鱼は、他の鱼が作る流れを利用することで効率よく泳ぐと考えられています。最近の実験により、2匹の鱼の尾ヒレの运动の同期に伴ってエネルギー消费が低减されることが示されました。しかし、この现象を再现できる理论モデルは今までなく、协调的な游泳とエネルギー消费の间の関係はよく分かっていませんでした。

 东北大学大学院理学研究科の伊藤将大学院生と内田就也准教授は、尾ヒレの运动によって発生する涡を利用して、后の鱼が前の鱼と尾ヒレの运动を同期させる様子を理论モデルで再现しました。このような协调的な游泳によってエネルギー消费は顕着に低减されることが示された一方、より効率的に泳げる运动パターンが存在することが示唆されました。

 本研究の成果は、多くの生物で见られる群れ形成や同期现象と、エネルギー消费の関係に新たな理解をもたらすものです。

 本研究成果は2023年11月2日、米国AIP Publishing の刊行する Physics of Fluids 誌に Featured Article として掲载され、同日 AIP Publishing のハイライト记事(厂肠颈濒颈驳丑迟)でも绍介されました。

図1. 逆カルマン渦列により相互作用する2匹の魚の概念図。

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问い合わせ先

(研究に関すること)
东北大学大学院理学研究科物理学専攻
准教授 内田就也(うちだなりや)
Email: uchida*cmpt.phys.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

(报道に関すること)
东北大学大学院理学研究科
広报?アウトリーチ支援室
TEL: 022-795-6708
Email: sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

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