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研究人员发现 ， 蛇颈龙模型的密度与流体的密度相同 ， 因此模拟没有考虑由于充满空气的肺部可能导致的动物身体浮力变化或胃石 。 最终构建的真人大小的蛇颈龙模型从头到尾长三点三五米 。 还创建了另一种体积更大的梅耶拉萨龙模型 ， 其四肢底部周围的软组织质量增加了百分之五十 ， 以测试体积更大的身体轮廓的效果 。 研究人员的物理模拟器将蛇颈龙表示为在关节点相遇的刚体部分的集合 。
具体来说 ， 研究人员将身体建模为一个刚性组件 ， 将四个肢体建模为附加的刚性部件 。 在生活中 ， 蛇颈龙的躯干是一种刚性结构 ， 因为坚固的躯干是纯近轴水下运动的先决条件 。 蛇颈龙的脖子和尾巴在生活中具有不同程度的灵活性 ， 因此它们在推进运动中可能起相对较小的作用 。 然而 ， 由于科学家的重点是四翼近轴游泳者基于肢体的推进问题 ， 在模拟中保持颈部和尾部不动 ， 以便只关注四肢的运动 。
【研究人员的模拟器，同时解析了动物身体和流体的运动】
每个肢体通过一个三自由度关节与身体相连 。 这四个关节可以在内部驱动以产生运动 。 每个游泳运动都表示为每个关节自由度的正弦函数 ， 并且执行器通过在关节处施加扭矩来跟踪这些期望的运动 。 反过来 ， 身体和四肢的运动会影响动物周围的模拟流体 。 研究人员的模拟器同时解析了动物身体和流体的运动 ， 因此最终的运动是由于身体和流体之间的相互作用 。
这与工作室创建的计算机动画形成对比 ， 其中动物通过流体的运动由艺术家编写脚本 ， 并且可能不遵守物理定律 。 为了研究四肢的各种周期性游泳行程中的向前游泳运动 ， 科学家需要一种具有表现力但在生物学上也是合理的运动表示 。 他们将关节处的自由度分解为腹侧分量、前侧或后侧分量和旋前或旋后分量 。 并且通过描述给定关节的三个自由度中的每一个的正弦模式来指定蛇颈龙的肢体运动 。
给定分量的肢体运动由三个值指定：正弦曲线的最小值和最大值 ， 以及正弦曲线的相位 。 科学家对所有四肢的所有正弦曲线使用相同的频率 。 由于每个自由度的运动由三个值给出 ， 因此九个数字完全描述了单个肢体的运动 。 科学家假设当动物直线游动时左右四肢同步移动 ， 企鹅、海狮、海龟和巨龙就是这种情况 。 但是 ， 特别允许前肢和后肢遵循不同的运动模式：最小和最大角度 ， 以及前肢和后肢正弦曲线的相位可以设置不同 。
例如 ， 允许测试前肢和后肢一起移动或偏移相位的可能性 。 要指定前肢和后肢正弦运动 ， 总共需要 十八个参数值 。 尽管使用各种角度范围和相位的正弦运动给出了广泛的可能游泳行程 ， 但现代游泳动物的运动至少在两个方面偏离了纯正弦运动 。 企鹅等使用水下飞行行程的动物在下行程期间保持旋转角度稳定 ， 在行程底部快速旋转肢体 ， 然后在上行程期间再次保持旋转角度稳定 。
科学家通过为肢体的旋转使用一个额外的自由度来允许这种可能性 ， 该自由度指定肢体保持零旋转速度的静止间隔的持续时间 。 这个间隔可以设置为零 ， 这表示纯正弦运动 ， 或者它可以是非零的 ， 以在部分行程中保持旋转角度稳定 。 这为研究人员提供了两个额外的运动参数 ， 一个用于前肢 ， 一个用于后肢 。 他们还考虑了动物的下冲程和上冲程花费不同时间的可能性这是对以下观察结果的认可：蛇颈龙可能有更强的肌肉组织来控制其四肢的下冲程 。
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