Воскресенье, 29.01.2023, 23:51 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [781]
Снежный человек [1000]
Морские чудовища [920]
Сухопутные твари [849]
Летающие монстры [240]
Подземные твари [56]
Динозавры,мегафауна [1331]
Теория [1129]
Акулы [244]
Бабочки [135]
Грибы [190]
Гусеницы [59]
Дельфины [160]
Ежи [31]
Жуки [106]
Зайцы [31]
Змеи [235]
Кальмары,осьминоги [171]
Киты [261]
Копытные [551]
Кораллы [139]
Кошачьи [766]
Крокодилы [107]
Крысы,мыши [331]
Летучие мыши [147]
Лягушки [179]
Медведи [337]
Медузы,моллюски [185]
Микроорганизмы [572]
Морские звезды [35]
Морские львы,тюлени [142]
Муравьи [229]
Мухи,комары [255]
Насекомые [344]
Обезьяны [577]
Пауки [282]
Пингвины [89]
Псовые [599]
Птицы [1035]
Пчелы [309]
Ракообразные [188]
Растения [541]
Рыбы [828]
Саранча,кузнечики [28]
Слоны [136]
Сурикаты,грызуны [268]
Тараканы [53]
Улитки [71]
Хамелеоны [17]
Черви [182]
Черепахи [127]
Ящерицы [176]

Календарь
«  Ноябрь 2022  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930

Архив новостей

Реклама

Логотип сайта

Форма входа

Главная » 2022 » Ноябрь » 15 » Ученые разобрались с прыжками ногохвосток и повторили их принципы в роботе

20:23
Ученые разобрались с прыжками ногохвосток и повторили их принципы в роботе

Биологи и инженеры из Кореи и США детально исследовали все этапы прыжка ногохвосток вида Isotomurus retardatus. Ученые выяснили, что в отрыве, полете и приземлении огромную роль играют коллофоры, торчащие из брюшка животных. На базе понятых принципов авторы изготовили робота с сопоставимой эффективностью приземления. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Инженеры довольно часто заимствуют у природы принципы работы отдельных элементов механизмов или структуру материалов. Со временем подобные исследования объединили термином биомиметика. Наблюдая за животными, специалисты учат своих роботов летать, приземляться, взбираться по стенам, безопасно падать, ходить по дну и многому другому. Все это невозможно без достижений биомеханики, которая изучает живые организмы в техническом контексте.

В этом ключе большой интерес для исследователей представляют ногохвостки или коллемболы — класс членистоногих, близкий к насекомым. Эти животные обладают прыгательной вилкой (фуркой), то есть отростком на нижней части брюшка, который помогает им отталкиваться от поверхности и совершать прыжки. И если способность ногохвосток к прыжкам ученые уже исследовали довольно хорошо и даже изготовили робота, прыгающего по такому же принципу, то приземление этих членистоногих долгое время считалось неконтролируемым. Вместе с тем для коллембол, живущих у воды, аккуратное приземление критично в силу большого эволюционного давления со стороны водных и наземных хищников.

Биологи и инженеры из Кореи и США при участии Саада Бхамла (Saad Bhamla) из Технологического института Джорджии провели подробное биомеханическое исследование различных этапов прыжка коллембол Isotomurus retardatus и выяснили, что эти животные способны выполнять направленные прыжки, быстрое выравнивание в воздухе и почти идеальное приземление на поверхность воды. Построив подробную модель процесса и верифицировав ее в наблюдениях с помощью высокоскоростной съемки и экспериментов в аэродинамической трубе, ученые использовали ее для создания биомиметического робота.

На первом этапе авторы разобрались с прыжками ногохвосток, которые те совершают за счет выбрасывания фурки. Оцифровка 27 высокоскоростных записей позволило разделить их на две большие группы: катапультирование под большим углом к поверхности и полет почти вровень с водой. В последнем случае большую роль играло капиллярное сцепление коллофора – небольшой трубки, выходящей из первого брюшного сегмента – с водой. В некоторых прыжках этот придаток даже не терял контакта с поверхностью.

На этом роль коллофора не закончилась. Ученые заметили, что при катапультировании к придатку остается прилипшей небольшая капелька воды, масса которой составляет в среднем три процента массы тела животного. Моделирование и эксперименты в аэродинамической трубе с живыми и мертвыми ногохвостками показали, что это утяжеление вместе с выгибанием тела в виде буквы U дает коллемболам механизм пассивной ориентации в воздухе брюшком вниз, делая их похожими на волан для бадминтона. Это происходит менее чем за 20 миллисекунд, что является рекордом для бескрылых животных.

В результате, помогая себе усиками и вилкой, в 85 процентов случаев коллемболы приземлялись на брюшко. Вдохновившись этим механизмом, авторы изготовили катапультирующегося робота. Эксперименты с различной его конфигурацией подтвердили, что добавление грузика, имитирующего каплю, и усилителей сопротивления воздуха действительно увеличивают стабильность приземления, доводя его успешность до 75 процентов.

Коллофоры оказались важны и при приземлении. Выяснилось, что при правильном приземлении именно эти отростки первыми касаются воды. Возникающая в этот момент капиллярная сила сцепления гасит энергию падения и препятствует последующим нестабильным подпрыгиваниям, которые ученые наблюдали, заставляя ногохвосток приземляться на сухую поверхность. В совокупности все исследованные авторами механизмы помогают ногохвосткам Isotomurus retardatus быстро и эффективно двигаться по поверхности воды и избегать хищников.

https://nplus1.ru/news/2022/11/10/springtails-jumping

Категория: Насекомые | Просмотров: 82 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Лохнесское чудовище - не гигантский угорь (42)

Кирпичи с сюрпризом могут помочь спасти пчел (18)

Ледниковый период повлиял на эволюцию американских крокодилов (23)

Биологи изучили венерину мухоловку, которая не умеет считать (16)

Где в России обитают доисторические монстры (91)

Как предки приматов выживали в Заполярье (29)

ИИ научили предсказывать возраст комаров (21)

У полигамных птиц оказалось меньше вредоносных мутаций (27)

Морские пауки заново отрастили анальный бугорок и репродуктивные органы (27)

В США обнаружили древнейшие останки безногих земноводных существ (31)

Бактерии поглощают и переваривают пластик (26)

Люди распознали жесты шимпанзе и бонобо (28)

Лось взмахом головы избавился от рогов (32)

Муравьи определили рак по запаху мочи (26)

Обнаружили связь между вымиранием слонов и глобальным потеплением (39)

Эксперты разработали комплексную программу изучения каспийских тюленей (63)

В балтийском янтаре обнаружили останки древнейшего муравья (39)

Свиньи не умеют показывать людям интересующие их вещи (33)

В Баварии нашли новый вид птерозавра с челюстью-расческой (33)

Тень бигфута обнаружена на Google Earth (78)

Группа детей последовала за ужасным запахом и столкнулась с бигфутом (58)

Подростки-шимпанзе оказались склонны к риску и в то же время достаточно терпеливы (26)

Чрезмерно оптимистичные красные белки не пропустили урожайный год (31)

Волки с острова на Аляске съели всех оленей и перешли на каланов (46)

Бактерии вида Rhodococcus ruber способны питаться пластиком (38)

Вымирающие японские лазающие зайцы разносят семена редких растений (25)

У африканского буйвола обнаружили унаследованную от вымерших быков ДНК (30)

Плотоядные растения «распробовали» навоз млекопитающих (89)

В Австралии обнаружили жабу-рекордсменку (35)

Биологи определили нервно-паралитический яд хищных вешенок (59)

В Индии нашли более 250 окаменевших яиц титанозавров (45)

Павианы способны быстро переключаться между хождением на двух и четырех ногах (34)

ДНК сомов дополнили генами аллигаторов (58)

Генетики раскрыли, как киты стали гигантами (41)

Белки оказались азартными игроками «в эволюцию» (35)

Зоологи впервые сняли на видео рыбалку японских макак (38)

Способность переключать внимание у детей и шимпанзе (154)

Сопли пузырями помогли ехиднам остыть (35)

В ДНК морских окуней нашли неожиданные «гены долголетия» (30)

От голода у дрозофил усложняются нейроны (30)

История о том ученые поймали странное существо в озере Лох-Несс (97)

Гигантские следы нашли у пещеры древнего человека в лесу Железноводска (58)

Лисьи кузу научили сородичей находить лакомство в головоломке (31)

Дельфины не смогли перекричать антропогенный шум (34)

Девонских трилобитов с трезубцами заподозрили в сражениях за самок (36)

Климатические изменения сделали муравьев уязвимыми (35)

Назвали основные причины агрессивности домашних собак (106)

Модификация гена фермента спасла мышей от осложнений инфаркта (42)

Пережившие пожар игуаны стали сильнее бояться шума огня (35)

Американцы увидели в Северной Каролине лох-несское чудовище (113)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (32799)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (20064)

Русские монстры: от древности до наших дней (19220)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (18381)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (14578)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (14101)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (13783)

Откуда вынырнули русалки? (12628)

Морского червя приняли за инопланетянина (12547)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (12420)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (12366)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (11838)

Неведомое существо обитает в Приморье (11565)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (11423)

Логово снежного человека обнаружено в США (10880)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (10843)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (10411)

Монстры океанов (10081)

Морской змей в Черном море (9872)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (9722)

Чупакабра добралась до Воронежской области (9603)

Похороны настоящей… русалки (9587)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (9326)

Кракен - чудовище из морской бездны (9195)

Когда просыпаются русалки (9193)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (9085)

10 неожиданно опасных пород собак (9021)

Крысы умнее, чем Google (8993)

Львы дружески трутся друг о друга (8716)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (8694)

Страшное насекомое замечено в Индии (8687)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (8653)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (8548)

Распутывая ДНК бигфута (8533)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (8523)

Монстры уходят на глубину (8388)

Морские дьяволы (8375)

Кого боятся белые акулы (8311)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (8283)

Хайгейтские вампиры (8223)

Проект "Криптозоология" © 2010-2023 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна