Navorsing uit die natuur – No 21: Visskole / Fish Schooling

VISSKOLE

Visskole

Elke jaar sterf meer as eenmiljoen mense in motorongelukke en word ongeveer 50 miljoen beseer. Tog kan miljoene visse saam in ’n skool swem met feitlik geen botsings nie. Hoe doen visse dit, en wat kan hulle ons leer oor hoe om motorongelukke te verminder?

Visse wat in ’n skool swem, neem inligting omtrent hulle omgewing in deur middel van hulle oë en ’n spesiale sintuig wat die laterale lyn genoem word. Hulle gebruik hierdie sintuie om vas te stel waar ander visse om hulle is en reageer dan as volg:

1: Swem sy aan sy. Hulle pas hulle spoed aan by die visse langs hulle en behou ’n sekere afstand van hulle.

2: Beweeg nader. Hulle beweeg nader aan visse wat verder van hulle af is.

3: Vermy botsings. Hulle verander van rigting sodat hulle nie teen ander visse bots nie.

’n Japannese motorvervaardiger het hierdie drie gedragspatrone van visse wat in ’n skool swem, gebruik om etlike klein robotmotors te ontwerp wat in ’n groep kan ry sonder om teen mekaar te bots. In die plek van oë gebruik hierdie robotte kommunikasietegnologie; in die plek van ’n laterale lyn gebruik hulle ’n laserafstandsmeter. Die maatskappy meen dat hierdie tegnologie hulle sal help om “botsingvrye” motors te ontwerp en dat dit “tot ’n omgewingsvriendelike en verkeersknoopvrye bestuursomgewing sal bydra”.

“Ons het die gedrag van ’n skool visse nagemaak [deur] ten volle van die nuutste elektroniese tegnologie gebruik te maak”, sê Tosjijoeki Andoe, die hoofingenieur van die robotmotorprojek. “In ons gemotoriseerde wêreld, kan ons baie leer by die gedrag van ’n skool visse.”


FISH SCHOOLING

Car accidents kill more than one million people and injure approximately 50 million each year. Yet, millions of fish can swim together in a school with virtually no collisions. How do fish do it, and what can they teach us about how to reduce car crashes?

Schooling fish learn about their surroundings through their eyes and a special sense organ called the lateral line. They use these senses to perceive the location of other fish around them, and they then react as follows:

  1. Traveling side by side.They match the speed of the fish beside them and maintain their distance from them.
  2. They draw nearer to fish that are farther away.
  3. Collision avoidance.They change direction to avoid contact with other fish.

Based on those three behaviors of schooling fish, a Japanese car manufacturer designed several tiny robot cars that can travel in a group without colliding. Instead of eyes, the robots use communication technologies; instead of a lateral line, they use a laser range finder. The company believes that this technology will help them to create “collision-free” cars and “contribute to an environmentally friendly and traffic-jam-free driving environment.”

“We recreated the behavior of a school of fish [by] making full use of cutting-edge electronic technologies,” says Toshiyuki Andou, the principal engineer of the robot-car project. “We, in a motorized world, have a lot to learn from the behavior of a school of fish.”

(Die reeks is saamgestel deur Kleingert Horn, ZS6HRN)

Navorsing uit die natuur – No 20: Springspinnekop / Jumping Spider

SPRINGSPINNEKOP

Springspinnekop

DIE springspinnekop het ’n spesiale visuele stelsel wat hom in staat stel om die presiese afstand te bereken wat hy moet spring. Hoe doen die spinnekop dit?

Om vas te stel hoe ver hy van ’n voorwerp af is, maak die springspinnekop gebruik van ’n unieke kenmerk van sy twee hoofoë, wat elkeen ’n retina het wat uit etlike lae bestaan. Een van die twee lae wat sensitief is vir groen lig, ontvang die beeld in skerp fokus, terwyl die ander een dit as ’n wasige beeld waarneem. Hoe wasiger die beeld in hierdie laag lyk, hoe nader is die voorwerp aan die spinnekop se oog. Hierdie eenvoudige feit stel die spinnekop in staat om die presiese afstand te bereken wat hy moet spring om sy prooi te vang.

Navorsers hoop dat die springspinnekop se tegniek hulle sal help om 3-D-kameras en selfs robotte te ontwerp wat die afstand tot by ’n voorwerp kan meet. Volgens die aanlyn nuuswebwerf ScienceNOW is die springspinnekop se sig “’n opwindende voorbeeld van hoe diertjies wat ’n halwe sentimeter lank is en ’n brein het wat kleiner is as dié van huisvlieë, steeds daarin slaag om komplekse visuele inligting te versamel en daarop te reageer”.

 


JUMPING SPIDER

THE jumping spider has a special vision system that enables it to calculate the precise distance it needs to jump. How does the spider do it?

To measure its distance from an object, the jumping spider exploits a unique feature of its two principal eyes, each of which has a “staircase” retina with multiple layers. While one layer receives green light in sharp focus, another receives it as a blurry image. The more out of focus an image appears in that layer, the closer the object is to the spider’s eye. This simple fact enables the spider to calculate the exact distance it has to jump to catch its prey.

Researchers would like to copy the jumping spider’s technique in order to create 3-D cameras and even robots that can measure the distance to an object. According to the online news site ScienceNOW, the jumping spider’s vision provides “an exciting example of how half-centimeter-long [0.2 in.] animals with brains smaller than those of house flies still manage to gather and act on complex visual information.”

(Die reeks is saamgestel deur Kleingert Horn, ZS6HRN)

Instaleering van DMR / D-Star herhaler te Vissershoek

Saterdag 3 Junie is van ons na die Vissershoek herhaler om die lang verwagte digitale herhaler te instaleer by MRK se perseel bo op die berg.  Johan ZS6JPL het die oploppeling gedoen nadat Brian ZS6YZ die nodige voorbereiding oor die afgelope paar weke bewerkstellig het wat ‘n internet koppeling ingesluit het.  Die Klub verkry hul internet verbinding vanaf Wan4u wat spasie op ons toring vir hulle internet verspreiding gebruik.

Hieronder is  ‘n fotoverhaal van die dag se uitstappie:

IMG_0028
Na ‘n ruk is ons op die pad wat berg op gaan.
IMG_0033
Die geklim het begin.
IMG_0038
Al hoe hoer op met die berg…
IMG_0040
Eindelik sien ons die eindpunt
IMG_0041
Krom draaie bergop..
IMG_0044
Die uitsig begin al verder strek..

IMG_0046IMG_0050

IMG_0051
Die laaste draai…

IMG_0053

IMG_0054
Eindpunt in sig…
IMG_2023
En toe is ons by die herhaler waar Johan ZS6JPL al wag…
IMG_0055
Die mengelmoes antennas op die perseel..
IMG_0056
MRK se herhaler ‘kamer’
IMG_0057
Mooi torings….
IMG_0058
Andre ZS6ANF, Johan ZS6JPL en Brian ZS6YZ besig om te gesels voor die installasie
IMG_0059
Die router wat koppeling tot die BrandMeister netwerk voorsien via die internet
IMG_0061
MRK se VHF bystaan herhaler..
IMG_0063
Die VHF herhaler vir 145,750
IMG_0068
Ou stoorkamertjie van MRK
IMG_0067
.. wonder waneer is die opgeverf…
IMG_0069
Johan ZS6JPL besig met die opstelling.
IMG_2020
Die digitaler herhaler
IMG_0070
… eindelik op die lug.
IMG_0073
ZS6SP toets die herhaler..
IMG_0071
Ontvangs mooi deurgekom en is oor die netwerk herlei..
IMG_0072
MRK se herhaler kamer
IMG_0074
Brian ZS6YZ en Johan ZS6JPL wat die herhaler instaleer het – ons is op die lug
IMG_0075
Johan ZS6JPL met finale verstellings en toets van ‘remote access’ na die Raspberry Pi wat in die herhaler ingebou is.
IMG_0076
Andre ZS6ANF genied die uitsig …

IMG_0077

IMG_2018
Die 8 stapel di-pool wat gebruik word deur die digitale herhaler
IMG_2019
Uitsig bo-op die rand
IMG_2022
Sentech se SABC uitsaai toring.

Navorsing uit die natuur – No 19: Speg / Woodpecker

SPEG

Speg

’n G-krag van tussen 80 en 100 is sterk genoeg om jou harsingskudding te laat opdoen. Tog kan die speg ’n G-krag van omtrent 1 200 weerstaan terwyl hy met sy snawel teen boombas kap. Hoe kry hierdie voël dit reg, klaarblyklik sonder om eens ’n kopseer te kry, wat nog te sê harsingskudding op te doen?

Navorsers het ontdek dat vier faktore die speg se kop skokabsorberend maak:

  1. ’n Sterk maar buigsame snawel
  2. ’n Tongbeen wat uit been en elastiese weefsel bestaan en die skedel omsluit
  3. Sponserige been in ’n deel van die skedel
  4. Min ruimte vir harsing-rugmurg-vog tussen die skedel en die brein

Elkeen van hierdie elemente absorbeer meganiese skok, wat die speg in staat stel om teen ’n tempo van tot 22 slae per sekonde teen ’n boom te kap sonder om enige breinskade op te doen.

Die speg se kop het navorsers geïnspireer om ’n omhulsel te ontwerp wat ’n G-krag van tot 60 000 kan weerstaan. Hulle sukses op hierdie gebied kan onder andere lei tot beter beskerming vir vlugopnemers, wat tans ’n G-krag van net omtrent 1 000 kan weerstaan. Kim Blackburn, ’n ingenieur by die Cranfield-universiteit in die Verenigde Koninkryk, sê dat ontdekkings in verband met die speg se kop “’n fassinerende voorbeeld [voorsien] van hoe die natuur ’n kombinasie van hoogs gevorderde strukture ontwikkel om ’n oplossing te vind vir ’n probleem wat aanvanklik onoorkomelik lyk”.


WOODPECKER

A g-force measuring between 80 and 100 is strong enough to give you a concussion. Yet, the woodpecker sustains a g-force of about 1,200 as it drums its bill against tree bark. How does this bird perform his task, evidently without even getting a headache, much less a concussion?

Researchers have discovered four structures of the woodpecker’s head that make it shock-absorbent:

  1. A strong yet flexible bill
  2. A hyoid—a structure of bone and elastic tissue that wraps around the skull
  3. An area of spongy bone in the skull
  4. Little space for cerebral-spinal fluid between the skull and the brain

Each of these elements absorbs mechanical shock, allowing the woodpecker to strike a tree at a rate of up to 22 times per second with no injury to the brain.

Inspired by the woodpecker’s head, researchers have developed a casing that can withstand a g-force of up to 60,000. Their success may lead to, among other things, better protection for aircraft flight recorders, which currently can withstand a g-force of only about 1,000. Kim Blackburn, an engineer at Cranfield University in the United Kingdom, says that what has been discovered about the woodpecker’s head provides “a fascinating example of how nature develops highly advanced structures in combination to solve what at first seems to be an impossible challenge.”

(Die reeks is saamgestel deur Kleingert Horn, ZS6HRN)