昆虫间接飞行肌中共振最优性的不同形式
生物物理
2022-06-22 v2
摘要
昆虫飞行肌是在高频下高效运作的非凡自然结构。结构共振被认为在确保飞行肌高效运作中发挥作用，但其作用细节尚不清楚。尽管与共振相关的效率增益可能显著，但观察到一系列反直觉行为。特别是，昆虫拍翅频率与胸部固有频率之间的关系尚不明确，昆虫在短时间与长时间尺度上均表现出拍翅频率调制。在此，我们为这种调制提供新的解释。我们展示了在间接飞行肌的线性与非线性模型中，共振并非单一频率下的统一状态，而是 distinct 且互斥的状态的复杂簇集，每一种代表一种不同的共振最优性形式。此外，通过刻画共振与飞行肌内负功吸收状态之间的关系，我们展示了如何在显著的拍翅频率范围内维持近乎完美的负功吸收。我们的分析引出了飞行肌运作的新概念模型：在此模型中昆虫对其精确拍翅频率不敏感，且对胸部与环境特性的变化具有鲁棒性——这说明了这些自然飞行肌的非凡鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2201.11060,
title = {Distinct forms of resonant optimality within insect indirect flight motors},
author = {Arion Pons and Tsevi Beatus},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.11060},
year = {2022}
}