魚群集體行動大翻案！科學家發現「梯型陣列」比鑽石陣型更省力

最新研究顛覆了長達半世紀的魚群運動理論！過去科學家普遍認為，魚群以整齊的鑽石陣型遊動最能節省體力，但普林斯頓大學與哈佛大學合作的最新實驗卻發現，魚群實際上更常採用三維空間中的「梯型陣列」。

這項由普林斯頓大學機器人學教授拉迪卡·納格帕爾領導的研究團隊，改進了先進的電腦視覺軟體，首次完整捕捉魚群在三維空間中的真實移動軌跡。研究人員與哈佛大學生物學家喬治·勞德合作，觀察六隻大丹尼奧魚在迴圈水槽中持續10小時的遊動行為。

驚人的是，資料顯示魚群僅有極少時間形成傳統認知的鑽石陣型，高達79%的時間都採用梯型排列。這種陣列類似戰鬥機飛行編隊，魚隻在三維空間中呈階梯狀錯開分佈。

研究第一作者、普林斯頓博士後研究員洪堂柯解釋：「魚類遊動時會向後產生類似飛機引擎的噴流，因此避免直線排列反而更有利。梯型陣列不僅能獲得與鑽石陣型相似的水動力效益，魚群還不需要費力維持同步，因為它們可以在多個平面上錯開位置。」

鑽石陣型的理論源自1970年代，由於過去技術限制只能進行二維觀察，這個假設一直被廣泛接受。新開發的3D追蹤技術突破了這個限制，為未來研究開創全新視角。

這項發現對機器人領域有重要啟發。納格帕爾實驗室正在研發仿魚群的水下機器人群體，未來可望採用這種動態梯型陣列來提升能源效率。這項技術將有助於開發更高效的海洋監測裝置，用於珊瑚礁和海藻森林等生態調查。

洪堂柯強調這是一個雙向學習的過程：「我們運用電腦視覺技術解密生物群體行為，再將這些生物啟發應用於機器人系統設計。」這項突破性研究已發表於《科學報告》期刊。