Mit tanulhatunk a madarak csoportos és s egyéni repüléséből?

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Mit tanulhatunk a madarak csoportos és s egyéni repüléséből?"

Márta Csonka
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 Mit tanulhatunk a madarak csoportos és s egyéni repüléséből? l? Nagy MátéM - ELTE Biológiai Fizika Tanszék Nagy Máté 1

2 Munkatársak: Ákos Zsuzsa, Szabó Péter, Vicsek Tamás Nagy Máté 2

3 Siklórep repülés s a gyakorlatban termik Nagy Máté 3

4 Optimális siklás s megválaszt lasztásasa Nagy Máté 4

5 Vitorlázórep repülés összehasonlító elemzése Nagy idő és s térbeli t felbontású GPS pályaadatok alapján Saját t fejlesztés: s: CSISZÉR R MIKLÓS GPS vevő: : Finn. Fastrax, 17g, adatpont lipoly akumla kumlátor,, 11.3g Összsúly: : 34 g Nagy Máté 5

6 Adatgyűjt jtés s I. Falco Peregrinus HANKÓ GYÖRGY, BékéscsabaB Nagy Máté 6

7 Adatgyűjt jtés s II. Ciconia Ciconia KISS RÓBERT, R Hortobágy Nagy Máté 7

8 Adatgyűjt jtés s III. Siklóerny ernyő,, sárks rkányrepülő pilóták: Online Contest (OLC), versenyek Nagy Máté 8

Sólyom repülése Függőleges irány nyú sebesség 5 4 3 2 1 0-1

9 Sólyom repülése Függőleges irány nyú sebesség Nagy Máté 9

10 Sólyom repülés s termikben legjobban emelő régió keresése se A kőrözési irány váltásával együtt áthelyezi a kör középpontját. Szélcsendes nap Nagy Máté 10

11 Szél l hatása Szeles nap Szélcsendes nap Nagy Máté 11

12 Szél l hatása Szeles nap Lokális extrémumok szélsebesség Idő Nagy Máté 12

13 Körözési idő és s sugár Periódusidő valószínűsége Periódusidő (s) Gólya Sólyom Siklóernyős Görbületi sugár valószínűsége Gólya Sólyom Siklóernyős Görbületi sugár (m) Nagy Máté 13

14 Siklóernyő Fehér gólya Vándorsólyom Barna pelikán Fekete keselyű Fregattmadár Felületi terhelés Nagy Máté 14

15 Polárg rgörberbe Nagy Máté 15

16 Polárg rgörberbe Nagy Máté 16

17 MacCready-elv elv Nagy Máté 17

18 Optimális vitorlázó repülési stratégia Süllyedés seb. (m/s) Emelés seb. (m/s) Sólyom Sárkány Siklóernyős Polár Termikelés Vitorlázás Polár Termikelés Vitorlázás Polár Termikelés Vitorlázás Vitorlázás vízszintes seb., v (m/s) v (m/s) v (m/s) Nagy Máté 18

19 Optimális vitorlázó repülési stratégia Z. Akos, M. Nagy, T. Vicsek, PNAS 105, (2008) Nagy Máté 19

20 Élőlények csoportos mozgása Nagy Máté 20

Állatok csoportos mozgása Okai: Egyedek kölcsk

21 Állatok csoportos mozgása Okai: Egyedek kölcsk lcsönhatása vagy csoporton kívüli k hatás Hogyan jellemezhető egy csoport mozgása? Mi az egyed szintű viselkedési szabály? - milyen információ alapján döntenek? Mesterséges rendszerek ugyanezen elvek alapján történő működtetése? Nagy Máté 21

22 kavargó csoportok szétválás és összeolvadás nincs vezéralak Nagy Máté 22

23 ragadozók elleni védelem: több szem többet lát önző horda ragadozó elriasztása ragadozó összezavarása információáramlás maximalizálása Nagy Máté 23

24 Önhajtott részecskr szecskék k modellje j r v j r vi ( t) R ( t + Δt) = v + ( ) 0 t r η j vi ( t) R Részecskék sebessége állandó (önhajtottak) Szomszédok sebességét átlagolja Ezt valamilyen véletlenszerű eltéréssel követi = zaj tag T. Vicsek, A. Czirók, E. Ben-Jacob, I. Cohen & O. Shochet, PRL 75, 1226 (1995) Nagy Máté 24

25 Önhajtott részecskr szecskék k modellje j r v j r vi ( t) R ( t + Δt) = v + ( ) 0 t r η j vi ( t) R Csoportos mozgás alakul ki Nagy Máté 25

26 Rendezettség g jellemzése - Rendparaméter ϕ = N 1 1 r v0 N i= 1 v i ( t) Összes részecske sebessége átlaga kicsi φ ~ 0 RENDEZETLEN, Nagy zaj Összes részecske sebessége átlaga nagy φ ~ 1 Erősen RENDEZETT, kicsi zaj Nagy Máté 26

27 Rendparaméter: RENDEZETLEN, φ ~ 0, Nagy zaj ϕ = N 1 1 r v0 N i= 1 v i ( t) RENDEZETT, φ ~ 1, kicsi zaj Nagy Máté 27

28 Fázisátalakulás RENDEZETLEN, φ ~ 0, Nagy zaj RENDEZETT, φ ~ 1, kicsi zaj Rendparaméter, φ Zaj ϕ = N 1 1 r v0 N i= 1 v i ( t) Nagy Máté 28

29 Új j modell, szomszédok sebességének r v j és s gyorsulásának figyelése r r vi ( t) a ( t) Δt R i R ( t + Δt) = v0 s + (1 ) + ( t) r s r η j vi ( t) ai ( t) Δt R R Szomszédok sebességét átlagolja Szomszédok gyorsulását átlagolja A két tag súlyozott átlagát veszi, ahol s paraméter értéke határozza meg, melyik tag milyen súllyal szerepel P. Szabó, M. Nagy, T. Vicsek, PRE 79, (2009) Nagy Máté 29

30 Új j modell, szomszédok sebességének és s gyorsulásának figyelése Rendparaméter, φ RENDEZETLEN, φ ~ 0, s paraméter értéke kicsi RENDEZETT, φ ~ 1, s paraméter értéke nagy Nagy Máté 30

31 RENDEZETLEN, φ ~ 0, s paraméter értéke kicsi RENDEZETT, φ ~ 1, s paraméter értéke nagy KRITIKUS PONT 0 Egyedek stratégi giája, s Nagy Máté 31 1

csere Pályag lyagörb rbület Egyedek stratégi giája, s

32 Kritikuspontban maximális az informáci ciócsere csere az egyedek közöttk Rendparaméter Informáci ciócsere csere Pályag lyagörb rbület Egyedek stratégi giája, s Nagy Máté 32

33 Nagy Máté 33

34 Nagy Máté 34

35 További anyagok: Zsuzsa Ákos,, MátéM Nagy, Tamás Vicsek. Comparing bird and human soaring strategies, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105(11), (2008). Péter Szabó,, MátéM Nagy, Tamás Vicsek. Transitions in a self-propelled propelled-particles particles model with coupling of accelerations, Phys. Rev. E 79, (2009). Ákos Zsuzsa, Nagy Máté, Vicsek Tamás. Kinek jobb a siklórep repülési stratégi giája, a madaraknak vagy nekünk? nk?, Fizikai Szemle 58(11), (2008) Nagy Máté 35

36 Munkatársak: Ákos Zsuzsa, Szabó Péter, Vicsek Tamás Fotó: Ákos Zsuzsa Nagy Máté 36

Hasonló dokumentumok

Magasabbra, messzebbre Zsolnay Péter

Siklóernyők Magyarország Légterében Magasabbra, messzebbre Zsolnay Péter Siklóernyők teljesítménye Motor nélküli repülés 8-10 -es siklószám, 30-60 km/h sebesség Minden egyes méterért meg kell dolgozni