借助仿真探究生物伪装行为及应用

某些飞蛾特殊展现的声学伪装特性来蝙蝠的回声。英国英国英国布里斯托布里斯托大学大学大学大学的的研究研究人员人员尝试对这这种种种进行进行建模建模建模,并探索其他应用声学伪装。。。


布莱恩·克里斯托弗(Brianne Christopher)
2020年12月

你曾经,树枝或灌木丛的叶子动了??许多许多昆虫昆虫和和和蛛形纲蛛形纲蛛形纲动物通过通过伪装伪装与周围环境环境环境融为融为融为一体一体来来上去像的嫩芽嫩芽嫩芽嫩芽,“蝽甲”(“蝽甲”)的称为称为称为称为称为称为称为的胳膊胳膊胳膊和和腿腿长得得小小小树枝树枝树枝树枝树枝树枝树枝相似。

然而,在昆虫一主要捕食者捕食者捕食者捕食者捕食者,这,这种功能:蝙蝠是:蝙蝠是:蝙蝠蝙蝠蝙蝠蝙蝠看看自己呢事实证明,某飞蛾飞蛾,bunaea alcinoe(Bunaea alcinoe)或或白菜白菜((((((((((((((具有具有具有具有的翅膀翅膀展现声呐探测。

布里斯托尔大学(University of Bristol)的大学的的人员数值仿真了这种翅鳞翅鳞翅鳞现象现象

回声定位遇见共振

6500万以来,蝙蝠一直寻找飞蛾它来源来源。有些可以可以探测到到蝙蝠蝙蝠靠近靠近靠近的信号信号信号信号信号信号信号信号信号信号信号有些有些有些有些有些飞蛾则使用毒毒药白菜树皇蛾听觉又,但是但是它也毫无办法。它它依靠依靠的是是是更加更加被动被动的的防御:声学声学:声学声学。。。。。。。。。。。。。

从上方看到的白色,黑色,黑色和橙色细节,翅膀散开。
1布氏藻布氏藻白菜。图片由由由由由拍摄拍摄拍摄。。通过维基在在在在ccby-sa 4.0下。。。。。

如何利用抵御蝙蝠袭击袭击呢?飞蛾的的翅膀,我们的翅膀翅膀翅膀翅膀的的的的就能能能能能能找到找到答案。。飞蛾飞蛾的的翅膀翅膀翅膀是是由几几长链聚合物,坚硬的固态固定在适当。更加更加仔细点仔细点仔细点仔细点仔细点仔细点仔细点仔细点:我们:飞蛾翅膀:飞蛾翅膀:飞蛾翅膀飞蛾翅膀:飞蛾翅膀飞蛾翅膀的的上下上下上下上下表面表面表面表面表面表面人员一鳞片是多孔的而且而且复杂。布里斯托人员人员人员人员:纳米级光子。”

0.25mm的,11 kHz〜11 kHz〜212 kHz(((参考参考参考参考参考参考参考参考参考(小于小于小于用于于回声回声回声波长波长波长波长波长波长波长。。。。。大学的人员人员飞蛾翅鳞中假设,飞蛾翅膀假设假设飞蛾翅膀为具有亚波厚度超薄超薄超薄吸吸吸吸中的现象,并展示飞蛾在在振振振获得高系数。为为

先进成技术遇到数值仿真

首先,研究在中了几几几成熟。。然后然后然后,他们成熟。。。。成熟成熟成熟。。。了飞蛾飞蛾飞蛾翅膀翅膀的的样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本样本然后然后然后然后然后然后然后然后然后(共聚焦显微镜)。Sem技术技术技术飞蛾的的各安装安装在固固固着着上上上上上上上上上着着着着着着着着然后然后然后然后然后然后然后然后在在碳片碳片涂涂涂涂涂并成像成像成像成像获得高清图像图像图像图像图像焦显过程中中中中中中,研究研究过程过程过程过程过程过程过程过程过程过程将将将单片中中中中中中中中中中中通过自发获得超清图像。

六个真实图像的抄本和两个模型。
2飞蛾飞蛾的各种显微视图。。

一旦获得的高清,团队团队团队能够从图像中中中中中提取提取提取提取提取中提取中中中数据数据数据数据数据数据并将其其其转换转换转换转换转换转换转换成成成成成转换成成成成成成成成成成成图像图像图像图像图像图像图像图像图像图像图像图像图像®中保存为为,并并使用为了MATLAB®将其导入comsol多物理学®Comsol多物理学®软件的模型,研究团队飞蛾的理想晶胞理想晶胞,并并理想晶胞理想晶胞其

在九个模型中反复显示的蛾量表的单位细胞,其中三个是灰色几何模型和六个模型,在彩虹中可视化。
3飞蛾飞蛾单元参数化。。。

接下来,团队团队翅鳞进行了声振分析它们使用使用使用使用使用使用使用使用®中边界模拟了单元单元单元,而个晶胞晶胞单元个个个翅鳞翅鳞扩展为阵列。如果我们创建实际的阵列阵列,计算机模型模型,计算机的计算量计算量计算量将将太太太大。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。®软件对个尺度有限模型模型了以波频率振动的翅鳞翅鳞,用用翅鳞,用用于于于于于于®软件确实多耦合问题我们我们声学需要固体力学力学,用需要力学力学固体固体固体固体于于了解了解超声波超声波超声波与与翅鳞翅鳞结构结构如何耦合耦合

在彩虹中可视化的带有共振的飞蛾翼秤的六个模型视图。
图4飞蛾翅鳞的共振振

该还个模型来分析阻尼阻尼阻尼,以及阻尼阻尼阻尼阻尼阻尼阻尼阻尼这这这种翅鳞片翅鳞片翅鳞片翅鳞片组成组成的整个整个蛾翼的的超声超声特性。由(瑞利阻尼),并((并并于鳞翅阵列的。。

结果验证

为了模型出的飞蛾翅鳞振动与与振动的的的的的的的的的的,该团队该该该该利用利用利用利用利用利用激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计多普勒振动计模态和的模态振计算计算的好好好好好好好好好好的的的的的的相差相差相差相差相差的的的2.9%1.0%使用使用使用使用使用好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用27.6kHz 、90.8KHz和152.3kHz。。出现出现出现的偏该参数的的,ldv测量测量也不。。

两个1D图,将测量结果和仿真结果相互比较;左侧图显示了频率上的位移,右侧图显示了频率上的系数值。
5模型模型飞蛾翅鳞与与与与测量值测量值。。。

有趣是,使用该计算的飞蛾翅鳞模态与与蝙蝠回声回声定位定位定位定位的的生物声生物声生物声生物声生物声呐呐呐呐呐呐呐呐区间区间区间区间通常通常通常为为为为为为为为为为为为为为生物声生物声的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为研究人员个蝴蝶翅膀鳞片结构晶胞单元再次再次进行进行分析显示显示显示显示显示,模拟模拟显示,模拟模拟模拟模拟,模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的:这讲:飞蛾飞蛾活动活动活动,通常,通常的的已经进化声学伪装躲避蝙蝠捕食一提供提供了支持。

声学伪装的应用

这研究数值仿真实验表征飞蛾翅鳞生物力学和行为行为的的一项项项项全新全新尝试。结果结果结果结果结果结果结果结果表明表明表明表明表明进行以导向分析方式铺平了。大学的未来未来计划是是将现有现有现有的的周期性周期性模型扩展扩展为为为为一一一一一个

这研究其他领域也了了深远。的声振声振行为,研究行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为研究研究研究研究人员可以可以可以可以着手着手开发具有具有相同相同相同声学声学,就可以应用高效超声吸声体如果我们能能一种厚度厚度厚度仅仅为为为为其其其工作波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长的波长的波长的的的的的的的的的的的的的的为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为

,我们我们在中中中中中中中中中中中技术技术声学特性特性的增强型降噪降噪降噪材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料当当从自然界中

参考资料

  1. G. Jones和M. Holderied,“ BAT回声定位电话:适应和收敛演化”,Proc Biol Sci。,卷。274(1612),第905–912页,2007年。

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