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黄貂鱼启发更智能的海洋机器人：鳍运动的物理学
加州大学河滨分校的研究人员利用机器人鳍了解了黄貂鱼如何能够以令人印象深刻的控制力游泳。这些见解可以帮助水下航行器避免灾难性的地面碰撞。
来源:英国物理学家网首页加州大学河滨分校的研究人员利用机器人鳍了解了黄貂鱼如何能够以令人印象深刻的控制力游泳。这些见解可以帮助水下航行器避免灾难性的地面碰撞。
在野外，鳐鱼分为两大类：远洋鳐，如蝠鲼，翱翔在远高于海底的地方；鳐鱼，如蝠鲼，翱翔于海底之上；和底栖的，像黄貂鱼，拥抱海底。它们的游泳风格反映了它们的栖息地。远洋鳐鱼像鸟一样平稳地拍动鳍。底栖射线随着波浪的运动而波动。
加州大学河滨分校 (UCR) 机械工程助理教授朱远航 (Yuanhang Zhu) 怀疑这些区别不仅仅是美学上的。他和他的同事认为，这些变化与游泳稳定性有关，进而与生存有关。
为了探索这一点，朱和合作者建造了一个机器人鳍来模仿射线运动。他们在模拟海洋流动的大型水隧道中进行了测试，测量不同的游泳运动如何影响升力，升力是帮助鱼保持水平或将其拉向海底的力。
该研究发表在《皇家学会界面杂志》上。
研究人员的发现让他们感到惊讶。在海底附近，鳐鱼受到负升力；也就是说，被向下吸。这种效果与鸟类在接近地面稳定飞行时所经历的效果相反。研究人员认为，这种差异是由于鳐鱼鳍的动态振动方式造成的，他们将这种现象描述为“不稳定的地面效应”。
鸟类和飞机能够稳定地保持翅膀，并受益于其下方的气垫。相比之下，鳐鱼不断地移动它们的鳍，这改变了物理原理。
“这不是我们所期望的，”朱说。 “光线没有在地面附近获得额外的升力，而是被向下拉。但大自然似乎已经解决了这个问题。”
事实上，真实的光线会稍微向上倾斜。当研究人员将机器人的鳍片角度调整几度时，负升力就消失了。