Princeton Üniversitesi Mühendislik Okulu tarafından / 2 Temmuz 2025
Bilim insanları uzun zamandır balıkların düzgün elmas oluşumları içinde yüzerek enerji tasarrufu yaptığını varsayıyordu ancak gelişmiş 3 boyutlu izleme kullanan yeni bir çalışma farklı bir hikaye anlatıyor.
Bilim insanları 50 yıl boyunca sıkı bir şekilde düzenlenmiş elmas şekilleri içinde yüzen balıkların en fazla enerjiyi koruyabileceğine inanıyordu. Ancak Princeton ve Harvard’daki araştırmacıların yeni bir deneyi, bu uzun süredir var olan teorinin gerçek dünya koşullarında geçerli olup olmadığını test etmeye koyuldu.
Şaşırtıcı bir şekilde, bulgular balıkların nadiren elmas şekillerinde yüzdüğünü gösteriyor. Bunun yerine, araştırmacıların “merdiven” olarak tanımladığı daha esnek ve sürekli değişen bir düzende hareket ediyorlar. Bu oluşumda balıklar, savaş uçaklarının uçuş sırasında kendilerini nasıl ayarladıklarına benzer şekilde, üç boyut boyunca kademeli katmanlar halinde konumlandırılıyor.
Bu keşfi yapmak için, Princeton’da robotik profesörü olan Radhika Nagpal liderliğindeki araştırma ekibi, gelişmiş bilgisayarlı görüş yazılımını değiştirdi. Başlangıçta tek tek hayvanların hareketlerini izlemek için tasarlanan araç, balıkların sürüler halinde yüzerken kendilerini nasıl konumlandırdıklarının ilk üç boyutlu verilerini yakalamak için uyarlandı.
Dev Danio’ları 3D Olarak İncelemek
Harvard Üniversitesi biyoloğu George Lauder ile çalışan araştırmacılar, 10 saat boyunca sirkülasyonlu akışa sahip bir tankta yüzen altı dev danio grubunu analiz ettiler. Balıkların neredeyse hiç elmas oluşturmadığını, bunun yerine zamanın %79’unda merdiven şeklinde yüzdüğünü buldular.
Princeton’daki doktora sonrası araştırmacı ve çalışmanın baş yazarı Hungtang Ko, “Balıklar yüzerken ortalama olarak bir uçağın jet motoru gibi geriye doğru giden bir jet üretirler,” dedi. Bu nedenle, doğrudan birbirinizin arkasında olmaktan kaçınmak faydalıdır. Ko, merdiven oluşumunun elmas şeklindekiyle benzer hidrodinamik faydalar sağladığını, ancak balıkların senkronize olmak için çok fazla çaba sarf etmelerine gerek olmadığını çünkü tek bir düzlem yerine birden fazla düzlemde sendeleyebildiklerini söyledi.
Elmas oluşumu ilk olarak 1970’lerde hidrodinamik olarak en verimli olanı olarak önerildi ve o zamandan beri 2B görünümle sınırlı modeller ve deneylerle desteklendi. Balık sürülerinin modelleri genellikle düz düzlemlerle sınırlıydı çünkü birden fazla kamera açısından doğru 3B hareketi yakalamak zordu. Yeni yazılım uyarlaması bu sorunu çözdü ve balık sürülerini 3B olarak incelemek için gelecekteki çalışmalara temel oluşturdu.
Robotik ve Biyolojik Esinli Tasarım İçin Sonuçlar
Araştırmacılar bu çalışmanın robotikte ilginç uygulamaları olduğunu söyledi. Nagpal laboratuvarı, gelecekte benzer dinamik merdiven oluşumlarında hareket edebilecek ve enerjik faydalar elde edebilecek balıklardan esinlenen su altı robot sürüleri üzerinde çalışıyor. Balık sürülerini anlamak, mühendislerin resifleri ve yosun ormanlarını izlemek gibi görevler için daha verimli su altı robotları tasarlamalarına yardımcı olacak.
Ko, “İş birliği iki yönlü bir yoldur,” dedi. “Hayvan gruplarının birlikte nasıl ve neden bir şeyler yaptığını keşfetmek için bilgisayarlı görüşü kullanabiliriz. Ve sonra, bu biyolojik içgörünün hangi tür gerçek dünya robotik sistemine uygulanabileceğini sorabiliriz?”
Referans: “Plansalın ötesinde: balık sürüleri 3B’de merdiven oluşumlarını benimsiyor” Hungtang Ko, Abigail Girma, Yangfan Zhang, Yu Pan, George Lauder ve Radhika Nagpal, 27 Haziran 2025, Scientific Reports .
DOI: 10.1038/s41598-025-06150-2
https://scitechdaily.com/new-study-overturns-50-year-assumption-about-fish-schools/