Среди прочего, раки-богомолы известны тем, что обладают самым быстрым ударом среди всех животных. Ученые из Гарварда создали механизм, имитирующий этот удар, и считают, что он может открыть новые возможности для человеческих технологий.
Чтобы нанести смертельный удар, рак начинает с создания давления в мускулах двух булавовидных (похожих на дубинку) придатков. В сухожилиях этих мышц есть две небольшие структуры, известные как склериты. Они работают как защелка, сначала удерживая «подпружиненные» мышцы, но затем позволяя им высвободить накопленную энергию всю сразу. В результате обе дубинки выстреливаются вперед быстрее, чем пуля, выходящая из пистолета.
Одна вещь, которая была отмечена ранее, однако заключалась в том, что существует небольшая задержка между высвобождением придатков склеритами и продвижением придатков вперед. Чтобы лучше понять, какой цели это служит, команда Гарвардского университета под руководством профессора Роберта Вуда (Robert Wood) построила 1,5-граммового «робота» размером с рака-богомола, который копирует механизм дубинки раков-богомолов.
Хотя устройство не совсем соответствует скорости удара рака-богомола, оно способно двигаться быстрее, чем любое другое подобное устройство, построенное в том же масштабе - его "рука" развивает скорость 26 м/с. Вдобавок, как и в случае с раком-богомолом, было обнаружено, что, когда эквивалент склеритов в роботе, высвобождается, есть задержка перед тем, как "рука" выстреливается вперед.
Проанализировав сверхзамедленную съемку рака-богомола и робота, ученые пришли к выводу, что после высвобождения склеритов структура самих мышц служит своего рода вторичной защелкой. Такой механизм помогает контролировать движение придатков, удерживая их точно на месте до тех пор, пока они не достигнут точки опрокидывания, в которой они выстреливаются вперед.
«Этот процесс контролирует высвобождение накопленной упругой энергии и фактически увеличивает механическую мощность системы», - говорит аспирантка Эмма Стейнхардт (Emma Steinhardt). «Геометрический процесс защелкивания показывает, как организмы генерируют чрезвычайно высокое ускорение в таких коротких движениях, таких как ударные движения».
Теперь есть надежда, что это новое понимание раков-богомолов однажды приведет к расширению функциональных возможностей роботов и других устройств.
Статья об исследовании, в котором также участвовал Университет Дьюка, была недавно опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Вы можете увидеть рака-богомола и робота в действии в следующем видео.
Источник: New Atlas / Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences
