Группа американских исследователей из Калифорнийского университета в Беркли провели исследование и изучили физические показатели прыжков белок на деревья. Их особенности передвижения вдохновил инженеров на создания таких же ловких роботов.
Исследователи изучили, как себя ведут белки в свободном полёте, как они учатся прыгать с разных типов мест, как меняют свою позу уже в воздухе и что делают после приземления. Для этого диких белок заманивали арахисом и наблюдали за ними с помощью высокоскоростных камер, чтобы зафиксировать каждое движение их тела, когда они перемещались по деревьям.
Команда исследователей создала искусственную лесную полосу, где постоянно меняла условия для передвижения белок: менялась толщина ветвей, расстояние между ветвями, а также положение места приземления.
Учёные заметили, что белки начинали прыгать с более изогнутых веток намного раньше – так, они максимизировали силу прыжка, несмотря на то, что общее расстояние между ветвями из-за этого увеличивалось. Как выяснилось, когда белки решаются на прыжок, то они тщательно оценивают гибкость ветки под ними и расстояние предполагаемого прыжка.
Сравнивая реальные действия белок с математическими расчётами, имитирующими оптимальные решения для прыжка, исследователи обнаружили интересную закономерность. Так, гибкость ветвей примерно в шесть раз сильнее влияла на решение прыгать, чем расстояние между ветвями. Если бы белок заботила дальность прыжка, то они бы прыгали примерно с одного и того же места на прутике, независимо от его длины.
Мы были удивлены тем, что белки взвешивали обе эти вещи одновременно, но в разных приоритетах, – заявил исследователь Натаниэль Хант.
В то время, пока учёным требовалось решение физических задач для нахождения компромисса между расстоянием и гибкостью ветви в момент прыжка, белки делали это интуитивно.
Это исследование отлично показывает, насколько круты могут быть «обычные животные» в биомеханике, – заявила Мишель Грэм, аспирант кафедра биомеханики.
Удивительно, как им так просто удаётся находить компромисс и совершать точные прыжки, – добавил один из исследователей.
Ещё одним из неожиданных наблюдений стали то, что белки во время сложных прыжков отталкиваются от вертикальной поверхности, как например это делают в паркуре.
В дальнейшем учёные планируют применить полученные знания на практике. В частности, они хотят построить робота, способного передвигаться так же, как и белки. Предполагается, что их можно будет применять в местах аварий и в зонах стихийных бедствий.
