Abstracto
Los peces se observan en la escuela en diferentes configuraciones. Sin embargo, aún no está claro cómo y por qué los peces mantienen una formación de cardúmenes estable. Este trabajo presenta un estudio numérico de la escolarización densa de dos nadadores libres mediante un método híbrido de aprendizaje por refuerzo profundo multiagente y el método de Boltzmann de red de límites inmersos. Las políticas de control activo se desarrollan entrenando sincrónicamente al líder para nadar a una velocidad y orientación dadas y al seguidor para mantenerse cerca del líder. Después del entrenamiento, los nadadores podían resistir la fuerte fuerza hidrodinámica para permanecer en formaciones estables y, mientras tanto, nadar en el camino deseado, solo con el aleteo de su cola. El movimiento de la cola de los nadadores en las formaciones estables es irregular y asimétrico, lo que indica que los nadadores están ajustando cuidadosamente su cinemática corporal para equilibrar la fuerza hidrodinámica. Además, se encuentra una disminución significativa en la amplitud media y el costo de transporte para los seguidores, lo que indica que estos nadadores podrían mantener la velocidad de nado con menos esfuerzo. Los resultados también muestran que la formación de lado a lado es hidrodinámicamente más estable pero energéticamente menos eficiente que otras configuraciones, mientras que la formación escalonada de cuerpo completo es energéticamente más eficiente en su conjunto.
Palabras clave:
movimiento colectivo; cardúmenes de peces; método de Boltzmann de retícula límite sumergida; aprendizaje de refuerzo profundo multiagente; natación de lado a lado; natación escalonada.
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