پرواز گروهی از تنهایی به صرفه تر است
بیا شمال: محققان با شبیه سازی رفتار کرکس های آندی، یکی از بزرگ ترین پرندگان جهان، دریافته اند که پرواز گروهی در محیط های غیرقابل پیش بینی می تواند مصرف انرژی این پرندگان را تا 41 درصد کم کند. این یافته ها علاوه بر درک بهتر رفتار جانوران، می تواند به توسعه سیستم های ناوبری پهپادها و روبات های خودران نیز کمک نماید.
تینا مزدکی_جانوران برای یافتن غذا، آب، زیستگاه مناسب، جفت و محلهای امن، ناچارند بطور مداوم جابه جا شوند. از آنجائیکه حرکت انرژی زیادی مصرف می کند، خیلی از گونه ها در طول تکامل، راهکارهای زیستی و رفتاری مختلفی را برای کاهش هزینه انرژی توسعه داده اند.
حفظ انرژی خصوصاً در محیط هایی که منابع بصورت نامرتب پراکنده شده اند یا شرایط آنها دائماً تغییر می کند، اهمیت بیشتری پیدا می کند. پرندگان بزرگ هنگام پروازهای طولانی به طور معمول بین دو شیوه پرواز جابه جا می شوند؛ اوج گیری (Soaring) که در آن با بهره گیری از جریان های صعودی هوا و بدون بال زدن در آسمان باقی می مانند و گلاید (Gliding) که طی آن بدون بال زدن به آرامی ارتفاع خویش را کم می کنند.
در همین جهت، محققان دانشگاه کنستانس آلمان در مطالعه ای تلاش کردند بررسی نمایند که کرکس های آندی (Vultur gryphus) چطور هنگام پرواز در محیط های متغیر و غیرقابل پیش بینی، مصرف انرژی خویش را کم می کنند. نتایج این مطالعه که در نشریه Journal of the Royal Society Interface انتشار یافته، نشان داده است حرکت گروهی می تواند مزیت قابل توجهی برای این پرندگان داشته باشد.
محققان در مقاله خود نوشته اند: «حرکت برای جانوران هزینه بر است و فشار تکاملی آنها را به سوی حرکت کارآمد سوق داده است، اما تصمیم گیری در محیط های پراکنده و پویا همواره با عدم قطعیت هم راه است. ما میزان صرفه جویی انرژی حاصل از استفاده از اطلاعات اجتماعی را برای کاهش هزینه حرکت اندازه گیری کردیم.»
شبیه سازی رفتار کرکس ها در آسمان برای انجام این تحقیق، محققان یک مدل کامپیوتری مبتنی بر عامل (Agent-Based Model) توسعه دادند که رفتار پروازی و تصمیم گیری کرکس های آندی را برمبنای قوانین حقیقی آیرودینامیک شبیه سازی می کند. در این مدل، هر پرنده به عنوان یک عامل مستقل برمبنای مجموعه ای از قواعد رفتاری از پیش تعیین شده عمل می کند.
محققان در این مدل، ارتفاع پرواز را هم درنظر گرفتند تا حرکت پرندگان بصورت توالی ای از اوج گیری و گلاید در فضای سه بعدی شبیه سازی شود.
آنها همینطور بررسی کردند که هزینه رسیدن به یک مقصد مشترک چطور تحت تاثیر استفاده از اطلاعات اجتماعی قرار می گیرد؛ اطلاعاتی که ممکنست از مشاهده پرندگان ثابت یا پرندگانی که بصورت گروهی درحال حرکت هستند، به دست آید. علاوه بر این، راهبردهای مختلف پرواز، از حرکت آهسته و محتاطانه تا پرواز سریع و پرریسک، هم مورد ارزیابی قرار گرفت.
پرواز گروهی تا ۴۱ درصد انرژی کمتری مصرف می کند نتایج شبیه سازی ها نشان داد پرندگانی که از اطلاعات به دست آمده از دیگر اعضای گروه استفاده می نمایند، نسبت به پرندگانی که به تنهایی پرواز می کنند، انرژی بسیار کمتری برای رسیدن به مقصد مصرف می کنند.
این مزیت خصوصاً در محیط هایی که شرایط دائماً تغییر می کند و منابع بصورت پراکنده قرار دارند، چشمگیرتر بود.
برمبنای یافته های این مطالعه، پرندگانی که رفتاری با ریسک متوسط داشتند و بیشترین استفاده را از اطلاعات دیگر اعضای گروه می کردند، توانستند هزینه حرکت خویش را تا ۴۱ درصد نسبت به پرواز انفرادی کاهش دهند.
بگفته محققان، این نتایج نشان داده است اطلاعات اجتماعی می تواند ارزش سازگاری بالایی برای حرکت کارآمد در محیط های پراکنده و غیرقابل پیش بینی داشته باشد.
یافته ای که می تواند به پهپادها هم کمک نماید نتایج این مطالعه نشان داده است حرکت گروهی تنها مزیتی اجتماعی برای پرندگان نیست، بلکه راهکاری برای کاهش مصرف انرژی هم شمرده می شود. پرندگان با مشاهده مسیر حرکت دیگر اعضای گروه می توانند مسیرهایی را انتخاب کنند که از نظر مصرف انرژی بهینه تر هستند.
یکی از خصوصیت های مهم مدل توسعه یافته در این تحقیق، ترکیب نظریه های کلاسیک پرواز با رفتار اجتماعی پرندگان است؛ نگاهی که می تواند برای مطالعه گونه های جانوری دیگر هم به کار گرفته شود.
محققان باور دارند این موفقیت در آینده می تواند الهام بخش توسعه مدلهای محاسباتی و سامانه های ناوبری جدید برای پهپادها و روبات های خودران باشد تا این تجهیزات هم با بهره گیری از اصول مشابه، مصرف انرژی خویش را کاهش دهند.
منبع: phys.org
منبع: بیا شمال
این مطلب بیاشمال را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب