Почему птицы не падают при прыжке?
Ученые из Школы машиностроения, аэрокосмической и гражданской инженерии Манчестерского университета исследовали биомеханику прыжка птиц при взлете, чтобы понять, почему они не падают.
Результаты помогут в будущем создать прыгающих роботов, которые будут полезны для исследования зон бедствий, таких как землетрясения и наводнения.
Ключевые механизмы устойчивости
Наклон тела («питчинг»). Чтобы совершить взлет с места, птица наклоняется так далеко вперед, что ее центр тяжести оказывается впереди лап. Если бы она замедлилась в этот момент, то упала бы. Однако этого не происходит, потому что птица резко «питчирует» (поднимает) тело вверх во время толчка. Это сочетание ускорения и питчинга в одном плавном движении обеспечивает устойчивость. Ранее этот принцип был известен в биомеханике ходьбы, но впервые обнаружен и применен для анализа прыжка.
Податливость суставов («комплаенс»). У птиц есть податливость в суставах, которая позволяет им особым образом сгибаться во время прыжка. Без этого возникла бы высокочастотная вибрация («дребезг») между лапами и поверхностью.
Метод и выводы
Исследование проводилось с помощью компьютерного моделирования взлета птиц с насеста и с земли.
- Ведущий автор, доктор Бен Парслоу, отмечает: «Впервые показано, что можно игнорировать движение отдельных сегментов ног и крыльев и рассматривать прыгающую птицу как единое тело. Этого достаточно, чтобы понять, как птицы сохраняют устойчивость при взлете».
- Также выяснилось, что крылья не так важны для самого взлета, как считалось ранее. Для исследуемых бриллиантовых горлиц «все дело в ногах»: крылья начинают работать, только когда птица уже находится в воздухе. Цель прыжка — обеспечить быстрый переход от наземной локомоции к полету.
Исследование опубликовано в журнале Royal Society Open Science.