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，就像Seepferdchen Hippocampus reidi一样，有一个在Fischen下的一个进化优化的形态学结构，以及一个带有小的充气的Lokomotionsorganen的更高的Manövrierfähigkeit ermöglicht。Die Lokomotion erfolgt unter Nutzung wellenförmiger Flossenbewegungen，wobei sich je nach Bewegungsmodus völlig unterscheedliche Muster der Flossenaktivierung beobachten lassen.当然，这是一个有着巨大的雪墙和巨大的星光的Korpus。这两个阶段的研究都有新的成果，即（i）在垂直运动的Flossenaktivierungsmustern中的Strömungsbeeinflussung，（ii）Flossenkinematik，（iii）在垂直运动的Lokomotionsmodi中的Zustand中的静态渗流的生物力学稳定性，（iv）在垂直运动的Lokomotionsmodi中的动力学Impulsaustausch bzw。den daraus resultierenden Kräften sowie（vi）der charakteristischen Größerdnung und Skalen von Emissionen.这是一个非常好的例子，不仅仅是有效的劳动，也是一个新的补充。因此，在新的人工智能领域中，使用J 0.3 Werte erreicht的一个Lokomotionsgeschwindigkeitsverhältnis的Seepferdchen是正确的，就像它的答案是努尔schnell fliegende Insekten erreichen一样。Dies führt zu der weitteren 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 verbenten 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 and Unterschede zu den spatiotemporalen Effekten beim Insektenflug，aber auch die Frage，ob，wie and warum sich die dreidimensional Struktur in verhaltenskontexten ändert im Vordergrund. Flossenaktivierungsmuster dienen mehreren versedenen ökologischen Zwecken. Deren Aufschlüsselung在Frage上给出了一个Antwort，它具有良好的Ziel和良好的格拉德（Grad）Flossen的进化和它的电机控制优化。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 Koggelökologie der Universität罗斯托克beteiligen.在这个集团里，有一个非常重要的专业知识，那就是激光切割技术--捕鱼技术--和海洋生物学技术。