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为了实足解决肢体的明达性, 需求一个实足差别的模拟器
2022-05-12 11:41    点击次数:57

科学家始末实验说知晓每个正弦弯线都有更众的解放度来指定其时间差错称度。这为科学家挑供了六个额外的疏通解放度,使描述周期性游泳疏通的参数总数达到 二十六个。蛇颈龙的四肢包含一个位于前肢和腰带之间的活动关节:前肢的盂肱关节和后肢的髋臼-股骨关节。模型中这些关节的关节点位于解剖学上精确的位置。在仅前肢和仅后肢优化中,静态肢体被锁定在这些中立位置,而活动肢体则在实足外展位置开端。

固然沿肢体长轴的可用旋转周围在同等肢体和优化中都是肖似的:最众三十度旋后和 四十五度旋前,测试了背侧或腹侧和前侧或后偏向。活的蛇颈龙关节的解放度取决于粉饰前肢头部并衬在关节盂和髋臼内的柔骨的周围和厚度。考虑柔骨厚度的能够简略迥异为了研讨差别指定参数下的动程凶果和步态,科学家在三个差别的关节解放度周围内进动了优化:“窄”、“中”和“宽”。

狭幼的周围直接来自对蛇颈龙解放度的保守推度。大周围挑供了一个扩展的解放度,能够简略超过了活体动物的生物学能够简略周围,而中等周围代外了保守的窄周围和宽泛的周围之间的现实折中。在生活中,这些关节的旋转很复杂,但为浅易首见,它们围绕模型中的一个点旋转。固然蛇颈龙的四肢别国额外的活动关节,但柔骨和肌腱给与背腹明达并沿着肢体的长轴扭转。与关节处的活动周围相比,这能够简略导致肢体末尾的活动周围补充,并能够简略影响水流并最幼化阻力。

研讨人员的方式的一个节制是它如今别国复制这栽明达性。在科学家的模拟中,四肢是刚性元素。并始末挑供周围更广的模拟来片面注释这一点。为了实足解决肢体的明达性,需求一个实足差别的模拟器,它动使有限元方式来给与肢体变形。这也需求在模拟器中采用差别的固体或流体耦符切吻契适合方式。因为单个游泳疏通需求指定很众差别的正弦参数,科学家动使数值优化来探求能够简略的蛇颈龙游泳疏通的周围。

详尽来说,科学家动使基于样本的方式,称为协方差矩阵得体,该方式已被用于研讨鳗鱼游泳和动物步碾儿步态。科学家的优化过程动使差别的关节疏通疏通数千栽差别的模拟,紧缩产生最快游泳疏通的疏通集。请幼心,对于如许大的参数空间,白色路径表现了远端尖端的痕迹。前肢在窄周围和中等周围内的最佳划水作为是水下飞动作为,其中四肢苛重沿背腹偏向移动,仅在划水的顶部和底部旋转。

服从几条解剖学证据,这栽纯粹的飞动中风被认为是最有能够简略用于蛇颈龙的游泳中风。相比之下,科学家的优化确定了大周围关节疏通的最佳前肢动程是改进的U形飞动动程。这一律于飞动冲程,但在动力冲程期间具有更众的后向疏通和片面羽毛恢复,并且也被挑议用于蛇颈龙。但是请幼心,科学家的优化外明,这栽修改后的飞动动程仅在最解放的关节周围伪如下才符切吻契适合理,并且如许普及的疏通被认为在生物学上是不能以的。

正如早期研讨人员所提议的那样,科学家的优化都别国产生大量的划船划水,科学家重新计算了对答于在给定优化疏通期间找到的最高质量疏通样本的模拟。与优化疏通一律,模型蛇颈龙最初处于静止状态,然后开端移动。在第一次中风时,模型蛇颈龙有时会向上转,但在随后的中风中会直线移动。出于这个原因,科学家在质量评估中不包括第一个笔画的疏通。