Созданный учеными робот, повторяющий строение ящерицы, был использован для сравнения с живой рептилией. Исследование продемонстрировало, что уникальное расположение лап и скорость передвижения позволяют животным карабкаться по вертикальным поверхностям.
Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии разработали робота, создав его на основе модели тела ящерицы. Целью исследования стало выяснение секрета, благодаря которому рептилиям успешно удается передвигаться по вертикальным поверхностям.
Размеры тела робота достигли 24 сантиметра. Кроме того, инженеры разработали программу для «лап», позволяющую воспроизводить естественные движения рептилии. Затем на азиатских полупалых гекконов был направлен робот (Hemidactylus frenatus) и водяных ящериц (Intellagama lesueurii) и запечатлели, как он и рептилии поднимаются на стену, обитую ковром. Детали процесса опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Исследование выявило, что оптимальная стратегия подъема на высоту как для ящериц, так и для роботов основана на принципе Златовласки: необходимо избегать как чрезмерно высокой, так и слишком низкой скорости. При скорости, составляющей 50-70% от максимальной, вероятность падения аппарата снижается. У рептилий оптимальный диапазон скорости составляет 60-80%.
Также инженеры отметили, что робот не падает ни разу, если его передние конечности вывернуты наружу на 20 градусов, а задние — на 100. При этом он достаточно крепко держится за стену, когда его конечности повернуты внутрь под теми же углами. «Это работает одинаково хорошо, если»лапы» вывернуты и внутрь, и наружу. Но в природе мы видим только первый вариант», — отметил Кристофер Клементе, руководитель работы.
Выяснилось также, что передвижение робота улучшается при использовании «позвоночника». Для поддержания равновесия он изгибает его на 50 градусов и лишь затем активирует конечности. Возможен и способ движения посредством вращения «позвоночника», однако наиболее результативным является тактика, при которой часто используются конечности, а позвоночник — редко.
Анализ филогенетических деревьев выявил, что древние рептилии, такие как саламандры, передвигались исключительно за счет движений позвоночника. В то время как современные животные используют для передвижения также конечности, что позволяет им ползать эффективнее. Клементе отметил, что эволюция шла по аналогичной траектории, которую проделал их робот.
Авторы полагают, что исследование демонстрирует, как ящерицы выработали наилучший способ передвижения по вертикальным поверхностям. В перспективе это может способствовать созданию альпинистского снаряжения. «Для разработки более эффективных роботов необходимо черпать вдохновение в природе», — заключили ученые.