Ученые установили, как тараканы делают сальто при прыжке с ветки дерева

Многие виды небольших животных и насекомых пользуются своим телом для совершения, казалось бы, невозможных маневров, позволяющим им незаметно спрятаться или достичь своей жертвы.

Так, гекконы и тараканы обладают способностью быстро перескакивать на противоположную сторону ветки, дощечки или любого другого объемного предмета при угрозе для жизни.

Группа биологов и инженеров под руководством Жана-Мишеля Монго из университета Калифорнии в Беркли (США) раскрыла секрет этой способности насекомых и ящериц и использовала полученные данные для сборки робота, способного делать аналогичное сальто.

Монго и его коллеги поймали несколько американских тараканов (Periplaneta americana), посадили их на тонкую и плоскую дощечку и снимали их прыжки на высокоскоростную камеру. В ходе эксперимента ученые ставили рядом с дощечкой плоскую платформу, на которую насекомое могло прыгнуть при небольшом расстоянии между предметами.

"Как только мы сделали расстояние между ними чуть большим, тараканы оказывались при прыжке на другой стороне. При взгляде со стороны было совершенно непонятно, что происходит, но когда мы сняли этот процесс на высокоскоростную камеру и замедлили видео, мы были поражены тем, что тараканы используют свои задние ноги для захвата поверхности и переворота на противоположную сторону", - пояснил Монго.

По словам исследователей, тараканы используют свое тело в качестве своеобразного маятника, нитью которого выступают ноги насекомого. Маятникообразное движение во время прыжка позволяет членистоногому акробату достичь противоположной стороны ветки или доски, не замедляя своего движения и используя инерцию для сальто.

При таком движении насекомые испытывают достаточно высокие перегрузки. По расчетам ученых, на таракана действует ускорение с силой 3,8 G, что сопоставимо с нагрузками, которые испытывали астронавты при приземлении или взлете шаттлов.

Разгадав секрет тараканов, ученые провели аналогичный эксперимент с гекконами (Hemidactylus platyurus). Оказалось, что и гекконы используют абсолютно такой же механизм для совершения прыжка на другую сторону дощечки. Для прикрепления к концу ветки гекконы используют когти и специальные липкие волоски на задних лапах.

Инженеры использовали полученные данные для создания шестипалого робота DASH, имитирующего движение гекконов и тараканов. В качестве заменителя коготков на ногах таракана и липких волосков на лапах геккона ученые использовали липучки-застежки, половинки которых они прикрепляли к ногам робота и приклеивали на обе стороны дощечки. Данная конструкция позволяла роботу успешно перепрыгивать с одной стороны доски на другую и продолжать движение.

Монго и его коллеги полагают, что их работа поможет создать роботов, способных преодолевать любые препятствия так же хорошо, что и животные.

"На сегодняшний день некоторые роботы умеют хорошо бегать или лазать, но мало какие машины могут одновременно делать и то, и другое или быстро переключаться между режимами движения. Это и является главной текущей задачей робототехники - разработка роботов, способных двигаться по геометрически сложной поверхности и забираться в опасные зоны, куда не может попасть управляющий ими человек", - заключает один из участников группы Роберт Фулл из университета Калифорнии в Беркли.

• Теги:
• тараканы