वैज्ञानिक लंबे समय से यह मानते रहे हैं कि मछलियाँ हीरे के आकार की संरचनाओं में तैरकर ऊर्जा बचाती हैं, लेकिन उन्नत 3D ट्रैकिंग का उपयोग करते हुए किया गया एक नया अध्ययन एक अलग कहानी बताता है।
50 सालों से वैज्ञानिकों का मानना है कि हीरे के आकार में तैरने वाली मछलियाँ सबसे ज़्यादा ऊर्जा बचा सकती हैं। लेकिन प्रिंसटन और हार्वर्ड के शोधकर्ताओं ने एक नए प्रयोग में यह जांचने की कोशिश की कि क्या यह लंबे समय से चली आ रही थ्योरी वास्तविक दुनिया की परिस्थितियों में भी सही है।
आश्चर्यजनक रूप से, निष्कर्ष बताते हैं कि मछलियाँ शायद ही कभी हीरे के आकार में तैरती हैं। इसके बजाय, वे अधिक लचीले और लगातार बदलते पैटर्न में चलते हैं जिसे शोधकर्ता \"सीढ़ी\" कहते हैं। इस संरचना में, मछलियाँ तीन आयामों में अलग-अलग परतों में स्थित होती हैं, ठीक उसी तरह जैसे लड़ाकू जेट उड़ान में खुद को व्यवस्थित करते हैं।
इस खोज को करने के लिए, प्रिंसटन में रोबोटिक्स की प्रोफेसर राधिका नागपाल के नेतृत्व में शोध दल ने उन्नत कंप्यूटर विज़न सॉफ़्टवेयर को संशोधित किया। मूल रूप से अलग-अलग जानवरों की गतिविधियों को ट्रैक करने के लिए डिज़ाइन किए गए इस उपकरण को पहले तीन-आयामी डेटा को कैप्चर करने के लिए अनुकूलित किया गया था कि मछलियाँ वास्तव में समूहों में तैरते समय खुद को कैसे स्थिति में रखती हैं।
विशालकाय डैनियो का 3D में अध्ययन
हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के जीवविज्ञानी जॉर्ज लॉडर के साथ मिलकर काम करते हुए शोधकर्ताओं ने छह विशाल डैनियोस के एक समूह का विश्लेषण किया, जो 10 घंटे तक एक टैंक में तैरते रहे, जिसमें प्रवाह फिर से प्रवाहित होता रहा। उन्होंने पाया कि मछली ने लगभग कभी भी हीरा नहीं बनाया, बल्कि 79 प्रतिशत समय सीढ़ी के आकार में तैरती रही।
प्रिंसटन में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और अध्ययन के मुख्य लेखक हंगटैंग को ने कहा, \"तैरते समय, मछलियाँ औसतन पीछे की ओर जाने वाली एक जेट बनाती हैं, जैसे कि विमान का जेट इंजन।\" इस वजह से, एक दूसरे के ठीक पीछे होने से बचना फायदेमंद है। को ने कहा कि सीढ़ी का निर्माण हीरे के आकार के समान ही हाइड्रोडायनामिक लाभ प्रदान करता है, लेकिन मछलियों को तालमेल बिठाने के लिए उतनी मेहनत नहीं करनी पड़ती क्योंकि वे एक के बजाय कई विमानों में लड़खड़ा सकती हैं।
हीरा निर्माण को सबसे पहले 1970 के दशक में हाइड्रोडायनामिक रूप से सबसे कुशल के रूप में प्रस्तावित किया गया था, और तब से इसे मॉडल और प्रयोगों द्वारा पुष्ट किया गया है जो 2D दृश्य तक सीमित थे। मछली के झुंड के मॉडल आम तौर पर समतल विमानों तक ही सीमित रहे हैं क्योंकि कई कैमरा कोणों से सटीक 3D गति को कैप्चर करना मुश्किल है। नए सॉफ़्टवेयर अनुकूलन ने उस समस्या को हल कर दिया, जिससे 3D में मछली के झुंड की जांच करने के लिए भविष्य के अध्ययनों की नींव रखी गई।
रोबोटिक्स और जैव-प्रेरित डिजाइन के लिए निहितार्थ
शोधकर्ताओं ने कहा कि इस काम के रोबोटिक्स में दिलचस्प अनुप्रयोग हैं। नागपाल लैब मछली से प्रेरित अंडरवाटर रोबोट झुंडों पर काम कर रही है जो भविष्य में इसी तरह की गतिशील सीढ़ी संरचनाओं में आगे बढ़ सकते हैं और ऊर्जावान लाभ प्राप्त कर सकते हैं। मछली के झुंडों को समझने से इंजीनियरों को रीफ और केल्प वनों की निगरानी जैसे कार्यों के लिए अधिक कुशल अंडरवाटर रोबोट डिजाइन करने में मदद मिलेगी।
को ने कहा, \"यह सहयोग दो-तरफ़ा है।\" \"हम कंप्यूटर विज़न का उपयोग करके यह पता लगा सकते हैं कि पशु समूह एक साथ कैसे और क्यों काम करते हैं। और फिर हम पूछ सकते हैं कि इस जैविक अंतर्दृष्टि को किस तरह की वास्तविक दुनिया की रोबोटिक प्रणाली पर लागू किया जा सकता है?\"
