Ученые натренировали паука прыгать с платформы на платформу, для того чтобы узнать, какие техники он использует при прыжке. Специалисты надеются, что в будущем, на основе этих знаний, им удастся разработать новое поколение роботов.
Паука натренировали прыгать по команде
Scientific Reports

В природе существует множество пауков, обладающих способностью прыгать. Например, Phidippus regius — вид пауков-скакунов, обитающий в восточной части Северной Америки; его специалисты и использовали в новом исследовании, о котором кратко сообщает портал ScienceAlert.

Пауки-скакуны прыгают удивительно далеко — прыжком они могут преодолевать расстояние, в шесть раз превышающее длину их тела. Так, паук, в длину составляющий около 15 миллиметров, может прыгнуть как минимум на 60 миллиметров. (Для сравнения, человек едва может прыгнуть на расстояние, в полтора раза превышающее длину его тела.)

Исследователи из Манчестерского университета попытались научить самок Phidippus regius прыгать по команде, что не было простой задачей. Отмечается, что всего один паук «усвоил идею» — и научился перепрыгивать на специальную платформу. Ученые дали особи имя Ким.

Кроме того, исследователи засняли — при помощи продвинутых камер — процесс прыжка. Оказалось, что Ким обладала несколькими различными прыжковыми техниками. При прыжке на небольшие расстояния (превышающие длину ее тела примерно в два раза) она предпочитала более быструю, низкую траекторию — для более высоких скорости и точности. Однако при более длинных прыжках (на расстояния, превышающие длину тела паука приблизительно в шесть раз) паучиха применяла более энергоэффективную технику.

Исследователи отмечают, что Ким могла выбирать оптимальный угол для прыжка — значит, она понимала, перед какой задачей находится в определенный момент. И кроме того, как сообщают специалисты, она могла рассчитывать время, которое потребуется для прыжка, чтобы совершить оптимальный по энергозатратам прыжок. Ученые также заметили, что паучиха прикрепляла к платформе (с которой осуществлялся прыжок) паутинную нить, которая, по их предположению, помогала ей стабилизироваться во время прыжка.

На основании КТ-сканов специалисты построили модель для тела паука и структуры его ног. Анализ видео — совместно с изучением моделей — позволил исследователям лучше понять, какие силы лежат в основе паучьего прыжка. Как уже было известно биологам, пауки использует гидравлическое давление, которое позволяет им расширять конечности, однако вопрос о том, могут ли эти членистоногие применять данный механизм для усиления или даже замены мышечной силы, остается открытым. Ким, как отмечается, последней было достаточно для совершения прыжка.

Лучше понимая, как пауки совершают прыжки, исследователи надеются разработать более эффективные механизмы для будущих роботов. После изучения Ким специалисты построили простой прыжковый механизм, размером приблизительно соответствующий пауку, однако разработка на данном этапе оказалась неудачной. В дальнейшем исследователи планируют создать функционального робота на основе полученной информации, но для этого им, как отмечается, потребуется изучить механику прыжков паука более тщательно.

Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports.

Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.