Strömungsbeeinflussung beim Seepferdchen: evolutiv optimierte Lokomotionsregelung und akustische Emission bei kleinflächigen Antriebssystemen

影响海马的流动：小面积推进系统中的进化优化运动控制和声发射

• 批准号: 37822969
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Antonio Delgado
• 金额: --
• 依托单位: FMP Technology GmbH
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/37822969?language=en
• 关键词: Str; mungsbeeinflussung; beim; Seepferdchen; evolutiv

Seepferdchen, wie das hier untersuchte langschnäuzige Seepferdchen Hippocampus reidi, haben eine unter Fischen einzigartige, evolutiv optimierte Morphologie ausgebildet, welche mit kleinflächigen Lokomotionsorganen eine überaus hohe Manövrierfähigkeit ermöglicht. Die Lokomotion erfolgt unter Nutzung wellenförmiger Flossenbewegungen, wobei sich je nach Bewegungsmodus völlig unterschiedliche Muster der Flossenaktivierung beobachten lassen. Demgegenüber bleibt der Korpus mit Ausnahme des zum Greiforgan umgebildeten Schwanzes und des Kopfes weitgehend starr. Die bisher geförderte, zweijährige Phase dieses Forschungsprojektes hat neue Erkenntnisse geliefert zu (i) der Strömungsbeeinflussung bei den verschiedenen Flossenaktivierungsmustern, (ii) der Flossenkinematik, (iii) der biomechanischen Stabilisierung des Seepferdchens im stationären Zustand sowie bei verschiedenen Lokomotionsmodi, (iv) dem zugehörigen Impulsaustausch bzw. den daraus resultierenden Kräften sowie (vi) der charakteristischen Größenordnung und Skalen von Emissionen. Dies hat es ermöglicht, nicht nur wesentliche Arbeitshypothesen zu validieren, sondern auch neue aufzustellen. So haben die Untersuchungen zu der neuartigen Erkenntnis geführt, dass das Seepferdchen mit einem Lokomotionsgeschwindigkeitsverhältnis von J ≈ 0.3 Werte erreicht, wie es ansonsten nur schnell fliegende Insekten erreichen. Dies führt zu der weiteren Arbeitshypothese, dass Seepferdchen bei der Navigation - in Analogie zu den Insekten – zur Lokomotion zumindest ganz überwiegend dem sie umgebenden Fluid instationäre Effekte aufprägen.Der nun beantragte zweijährige Förderabschnitt zielt darauf ab, diese Erkenntnisse zu verdichten und zu erweitern sowie neue Hypothesen und Fragestellungen zu behandeln. Hierzu gehört in erster Linie die Frage nach spatiotemporalen fluidmechanischen Effekten unter besonderer Berücksichtigung der Dreidimensionalität. Dabei stehen Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu den spatiotemporalen Effekten beim Insektenflug, aber auch die Frage, ob, wie und warum sich die dreidimensionale Struktur in verschiedenen Verhaltenskontexten ändert im Vordergrund. Die Flossenaktivierungsmuster dienen mehreren verschiedenen ökologischen Zwecken. Deren Aufschlüsselung gibt eine Antwort auf die Frage, mit welchem Ziel und bis zu welchem Grad die Evolution die Flossen und ihre motorische Kontrolle optimiert hat. Dies liefert zugleich Anregungen für eine technische Umsetzung im Sinne der Bionik.An dieser Forschungsarbeit möchte sich nun zusätzlich zu dem Lehrstuhl für Strömungsmechanik der Universität Erlangen-Nürnberg auch der Lehrstuhl für Sensorische und Kognitive Ökologie der Universität Rostock beteiligen. In dieser Gruppe liegt eine ausgedehnte Expertise hinsichtlich lasergestützter Strömungsmessungen - insbesondere an Fischen - und der Ökologie mariner Organismen sowie messtechnisch relevanter Verhaltensstudien und Trainingsmethoden vor.

Seepferdchen, wie das hier untersuchte langschnäuzige Seepferdchen Hippocampus reidi, haben eine unter Fischen einzigartige, evolutiv optimierte Morphologie ausgebildet, welche mit kleinflächigen Lokomotionsorganen eine überaus hohe Manövrierfähigkeit ermöglicht。运动时要注意花卉的运动，否则不能将花卉的运动方式集中起来。 Demgegenüber bleibt der Korpus mit Ausnahme des zum Greiforgan umgebildeten Schwanzes und des Kopfes weitgehend starr。 Die bisher geförderte, zweijährige Phasedies Forschungsprojektes hat neue Erkenntnisse geliefert zu (i) der Strömungsbeeinflussung bei den verschiedenen Flossenaktivierungsmustern, (ii) der Flossenkinematik, (iii) der Biomechanischen Stabilisierung des Seepferdchens im stationären Zustand sowie bei verschiedenen Lokomotionsmodi, (iv) dem zugehörigen Impulsaustausch bzw。其结果是根据排放特征 (vi) 进行的。死亡帽子是 ermöglicht，nicht nur wesentliche Arbeitshypothesen zu validieren，sondern auch neue aufzustellen。因此，在新的运行过程中，应将 J ≈ 0.3 的运动控制与运动控制相结合，以使其能够快速运行。 Dies führt zu der weiteren Arbeitshypothese, dass Seepferdchen bei der Navigation - in Analogie zu den Insekten – zur Lokomotion zumindest ganz überwiegend dem sie umgebenden Fluid instationäre Effekte aufprägen.Der nun beantragte zweijährige Förderabschnitt zielt darauf ab、diese Erkenntnisse zu verdichten 和 zu erweitern sowie neue neue 假设和 Fragestellungen zu behandeln。早期的线性时空流体力学在三维空间结构中发挥着重要作用。 Dabei stehen Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu den tempotemporalen Effekten beim Insektenflug, aber auch die Frage, ob, wie und warum sich die dreiDimensione Struktur in verschiedenen Verhaltenskontexten ändert im Vordergrund. Die Flossenaktivierungsmuster dienen mehreren verschiedenen ökologischen Zwecken。 Deren Aufschlüsselung gibt eine Antwort auf die Frage、mit welchem Ziel 和 bis zu welchem Grad die Evolution die Flossen 和 ihre motorische Kontrolle optimiert 帽子。 Dies liefert zugleich Anregungen für eine technische Umsetzung im Sinne der Bionik.An dieser Forschungsarbeit möchte sich nun zusätzlich zu dem Lehrstuhl für Strömungsmechanik der Universität Erlangen-Nürnberg auch der Lehrstuhl für Sensorische und 罗斯托克大学认知生态学。 In dieser Gruppe liegt eine ausgedehnte Expertise hinsichtlich Lasergestützter Strömungsmessungen - insbesondere an Fischen - und der Ökologie Mariner Organismen sowiemestechnisch relateder Verhaltenstudien und Trainingsmethoden vor.