Modellen, publicerad i tidskriften "Nature Physics", föreslår att fiskar använder en kombination av visuella signaler och hydrodynamiska interaktioner för att koordinera sina svansslag. Denna koordination gör att de kan minska mängden energi de förbrukar när de simmar, vilket kan vara särskilt viktigt för långdistansvandringar.
"Vi fann att fiskar kan spara upp till 25% av sin energi genom att synkronisera sina svansslag", säger studiens huvudförfattare John Dabiri, professor i maskinteknik vid UC Berkeley. "Detta är en betydande mängd energibesparingar, och det kan hjälpa fisken att resa längre sträckor utan att behöva stanna och äta."
Modellen bygger på observationer av fiskar som simmar i skolor. Forskarna fann att fiskar tenderar att synkronisera sina svansslag med fisken direkt framför dem. Denna synkronisering skapar en virvel bakom varje fisk som hjälper till att driva fisken framåt.
"Virveln som skapas av varje fisks svansslag hjälper till att trycka fisken framför den framåt," sa Dabiri. "Detta betyder att varje fisk inte behöver arbeta lika hårt för att simma, och de kan spara energi."
Forskarna fann också att fiskar kan synkronisera sina svansslag även när de inte simmar i en rak linje. Detta tyder på att fiskar använder visuella signaler för att behålla sin synkronisering, även när de ändrar riktning.
"Vår modell ger en ny förståelse för hur fiskar synkroniserar sina svansslag för att spara energi," sa Dabiri. "Denna förståelse skulle kunna användas för att designa mer effektiva undervattensfordon och robotar."
Förutom att spara energi kan synkronisering av deras svansslag också hjälpa fiskarna att kommunicera med varandra. Genom att blinka med svansen i samklang kan fiskar kanske signalera till varandra om deras avsikter, till exempel om de ändrar riktning eller letar efter mat.
Forskarna planerar att fortsätta sina studier av fiskar som simmar i grupp för att lära sig mer om hur de synkroniserar sina svansslag och kommunicerar med varandra. De hoppas att deras fynd kommer att hjälpa till att förbättra designen av undervattensfarkoster och robotar och att bättre förstå fiskens beteende i det vilda.
