Yurii Mongol
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Piccoli scarafaggi con esoscheletri robusti usano la testa "come il paraurti di un'automobile", hanno riferito gli scienziati in un nuovo studio. Quando la testa di uno scarafaggio impatta contro un muro, il suo corpo rimbalza verso l'alto ad angolo, consentendo all'insetto di scalare la superficie verticale più rapidamente rispetto a quando avesse applicato i freni.
L'approccio frontale degli scarafaggi all'arrampicata sui muri è così efficiente che ha ispirato i ricercatori a progettare minuscoli robot in grado di salire sui muri come fanno gli scarafaggi, usando la testa. [I 6 robot più strani mai creati]
Quando gli animali attraversano un terreno difficile, un'interazione tra i loro sensi e il loro cervello li aiuta a evitare ostacoli e passi falsi potenzialmente fatali. Ma la strategia degli scarafaggi suggerisce che alcuni animali si affidano alle proprie forme corporee non solo per proteggerli dalle collisioni, ma anche per incanalare lo slancio in una manovra di fuga di successo, hanno riportato gli autori dello studio nello studio, pubblicato online il 13 febbraio. nel Journal of the Royal Society Interface.
I ricercatori hanno testato 18 scarafaggi maschi su superfici di corsa rivestite di carta che terminavano in pareti verticali, registrando video ad alta velocità a 500 fotogrammi al secondo e utilizzando software di tracciamento del movimento per analizzare la transizione degli scarafaggi dalla traccia orizzontale alla parete verticale.
Ad occhio nudo, sembrava che tutti gli scarafaggi che hanno scalato il muro lo facessero senza soluzione di continuità, hanno notato gli scienziati nello studio. Ma il filmato al rallentatore raccontava un'altra storia: gli scarafaggi usavano due diverse strategie per scalare il muro, una delle quali prevedeva di sbattere il muro con la testa per "sollevarsi" in una posizione di arrampicata.
E gli scarafaggi che speronavano la testa erano arrampicatori di pareti più efficienti, ha detto l'autore principale dello studio, Kaushik Jayaram, un borsista post-dottorato in Scienza dei materiali e ingegneria meccanica presso il Wyss Institute dell'Università di Harvard. .
"Nelle prove in cui hanno utilizzato questo approccio basato sulla testa, abbiamo osservato che avrebbero corso circa il 20% più velocemente rispetto a se fossero atterrati sulle gambe e poi si fossero arrampicati sul muro", ha detto Jayaram.
"In un ambiente naturale, se stanno cercando di allontanarsi da un predatore, un aumento del 20% della velocità potrebbe fare la differenza tra la vita e la morte", ha spiegato..
I robot in genere navigano sul terreno utilizzando una serie di sensori e la prospettiva di costruire un robot in grado di cambiare rapidamente direzione per salire - utilizzando lo slancio generato dalla propria forma del corpo - è stata una sfida intrigante, ha detto Jayaram. Gli scienziati l'hanno incontrato progettando uno speciale "naso" per il robot che ha aiutato a inclinarlo verso l'alto con la giusta angolazione, ha detto Jayaram.
Sono finiti con un naso trapezoidale con un bordo rivolto verso l'alto, montato davanti al robot. Al momento dell'impatto, il naso sfiorerebbe il muro e consentirebbe al corpo di impennarsi, ha detto Jayaram. Sebbene gli scarafaggi non abbiano il naso, la struttura del robot ha lo stesso scopo delle teste degli scarafaggi, consentendo al corpo di cambiare rapidamente direzione mentre perde poco slancio, hanno riferito gli autori dello studio.
Altri progetti di robot hanno beneficiato della biomeccanica degli scarafaggi. La capacità degli insetti di spremersi attraverso minuscole aperture ha ispirato gli ingegneri a progettare un minuscolo robot che potrebbe appiattirsi a terra per scivolare attraverso strette fessure, un'impresa che un giorno potrebbe aiutare a localizzare le vittime dei terremoti, precedentemente segnalato.
"La natura può essere un insegnante importante. Riceviamo suggerimenti su come gli animali potrebbero affrontare queste sfide quando devono svolgere più attività contemporaneamente: correre, arrampicarsi, operare in ambienti che non conoscono", ha detto Jayaram.
"Quando iniziamo a operare in ambienti più complessi, possiamo sicuramente imparare da alcuni degli esempi che ha la biologia e possiamo sicuramente migliorare anche su alcuni", ha detto.
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