Хвост помогает гекконам не падать при жёсткой посадке на деревья
Учёные из Калифорнийского университета в Беркли и Института интеллектуальных систем Общества Макса Планка обнаружили новую функцию хвоста у гекконов: он помогает ящерицам удерживаться на дереве после жёсткой, «в лоб» посадки.
Наблюдения в природе
- Исследователи зафиксировали на высокоскоростную камеру 37 прыжков обыкновенного азиатского плоскохвостого домового геккона (Hemidactylus platyurus) в тропическом лесу Сингапура.
- При прыжках на слишком близкое расстояние гекконы не успевали перейти в планирование и врезались в стволы деревьев головой на скорости около 6 м/с (21 км/ч).
- При столкновении геккон цеплялся за кору когтистыми лапами, а его голова и плечи отскакивали назад. В этот момент ящерица прижимала хвост к стволу, создавая дополнительную точку опоры и гася энергию удара, чтобы не опрокинуться.
Моделирование и робот
- Учёные создали математическую модель этого поведения и проверили её на мягком роботе-гекконе, которого запускали в стену с помощью катапульты.
- Робот с хвостом, который автоматически прижимался при соскальзывании передних «лап», успешно приземлялся на вертикальную поверхность в 55% случаев.
- Робот без хвоста успешно приземлялся только в 15% случаев. В природе гекконы без хвоста (который они сбрасывают при опасности) также падали чаще: успешных посадок у хвостатых особей было 87%.
Эволюция и робототехника
- Это поведение — пример экзаптации: структура (хвост), развившаяся для одной функции (например, плавания), была «перепрофилирована» эволюцией для другой задачи — стабилизации при посадке.
- Исследование показывает, как одна многофункциональная структура (хвост) повышает выживаемость в сложных условиях, что важно для разработки роботов.
- Полученные принципы могут быть использованы для создания дронов или роботов, способных садиться на вертикальные поверхности.
Ключевой вывод
Как отметил профессор Роберт Фулл, эволюция — это не поиск оптимального и совершенного решения, а поиск «достаточно хорошего» решения, которое обеспечивает устойчивость в изменчивой среде. Хвост геккона — яркий пример такой универсальной и надёжной конструкции.