https://bodybydarwin.com
Slider Image

Itinuro ng mga siyentipiko ang isang spider kung paano tumalon upang maaari nilang magawa ang isang araw para sa mga robot

2021

Kilala namin ang mga spider bilang tahimik, walong paa na mga monsters na nagsasalsal sa paligid at nakulong ang kanilang biktima sa mga web at kamandag. Ngunit ang 13 porsyento ng higit sa 450, 000 mga species ng arachnid ay maaaring agresibo na maging tangkad ng biktima at lungeon sa kanila na may isang atake ng jump, tulad ng isang walong paa na tigre, o isang kakila-kilabot na bersyon ng mga anak ni Aragog sa mga steroid.

Nakakatakot tulad nito, ang paraan ng pagtalon ng mga spider na ito ay nagkakahalaga ng pag-aaral. Maaari silang lumundag ng anim na beses ang distansya ng haba ng kanilang katawan mula sa isang panimulang panimula (ang mga tao ay maaari lamang pamahalaan ang isang kalungkutan 1.5 beses sa kanilang sariling haba), at dalhin ng limang beses ang kanilang timbang sa hangin. Ang pagsalin sa mga kababalaghan na ito ng physiological sa mga diskarte sa engineering ay maaaring magbago ng uri ng mga robot na ating itinatayo at ipinamamahagi - bagaman inaasahan na hindi ang mga tumatakbo sa biktima ng tao.

Ang isang koponan ng mga mananaliksik mula sa University of Manchester sa UK ay nagpatakbo ng isang pag-aaral na nagsanay ng isang regalong tumatakbo na spider ( Phidippus regius ) na pinangalanan si Kim upang tumalon sa iba't ibang mga distansya ng isang kurso na naka-platform ng balakid, habang ang mga video ng ultra-high-speed ay kumuha ng mga talento ng tumalon. Ang mga bagong natuklasan, na inilathala sa Mga Ulat sa Agham noong Martes, ay nagbibigay ng isang mas detalyadong pagtingin sa mekanismo ng paglukso kung saan ang species na ito at ang iba pa ay gumawa ng sobrang haba at tumpak na paglukso.

"Ang aming pangunahing paghahanap para sa species na ito ay ang mga maikling saksak na pagtalon ay may posibilidad na gumamit ng mababang mga anggulo ng tren na nagpapaliit sa oras ng paglipad, " sabi ni Russell Garwood, isang paleontologist sa University of Manchester at isang coauthor ng bagong papel. Ang mga ganitong uri ng mga jumps, na naglalakad ng mga 30 milimetro, ay mas mabilis at na-prioritized ang bilis at kawastuhan sa iba pang mga kinakailangan.

Samantala, mas mahahabang jumps (hanggang sa 60 milimetro ang distansya) na ginamit ang mga anggulo ng steeper takeoff upang ma-optimize ang oras ng paglipad at payagan ang spider na maglakbay ng mas malawak na distansya, ngunit pinaliit din ang dami ng enerhiya na isinasagawa. "Kaya't tila ang mga dinamikong paglundag ng mga hayop ay naiiba depende sa likas na katangian ng pagtalon, " sabi ni Garwood.

Ang paglukso ng mga spider ay nagtataglay ng isang hindi kapani-paniwalang matalim na kahulugan ng pangitain kumpara sa iba pang mga arachnids at arthropod, na may apat na malalaking mata sa harap at apat na mas maliit sa tuktok ng ulo. Ang pananaw na ito ay malamang na nagpapahintulot sa spider na sukatin ang distansya at matukoy ang tamang tiyempo at anggulo na kinakailangan para sa malaking (o maliit) na pagtalon. Ngunit ang ibig sabihin nito ay hindi nakikita ng mga spider na ito. Ang Kim na itaas na hangganan ng 60 milimeter jumps ay ipinataw sa sarili na t tumanggi na subukan ang mga distansya nang mas mahaba kaysa sa iyon malamang hindi dahil sa siya ay hindi maaaring makagawa ng distansya (madalas niyang mag-overshot ang mahabang jumps pa), ngunit dahil sa kanyang paningin ay nabigo sa kanya.

Bumili ang mga mananaliksik ng maraming regal jumping spider mula sa lokal na kwento ng alagang hayop na umaasa sa pagsasanay sa kanila, ngunit ang 150-milligram, 15-milimetro na maliit na bugger na nagngangalang Kim ay handang tumanggap sa mga kahilingan na ito. Sa tingin ko, kung ako ay matapat, higit na nasagasaan natin ito sa pamamagitan ng swerte, sabi ni Garwood. Kailangan naming magtrabaho nang husto upang makuha ang mga jump na pinamamahalaan namin upang makunan sa camera.

Napansin ng mga mananaliksik ang regal jumping spider na tila gumagamit ng talamak na pag-urong ng kalamnan upang hilahin ang pagtalon, kumpara sa paggamit ng naka-imbak na enerhiya sa isang mekanismo na tulad ng catapult, tulad ng ginagawa ng maraming iba pang mga species ng arthropod.

Ang pangunahing bagay na inaasahan naming kilalanin sa pag-aaral na ito, sabi ni Garwood, was kung ang species na ito ay gumagamit ng hydraulics bilang karagdagan sa mga kalamnan upang mapangyarihang tumalon ang mga ito. Ang mga spider ay gumagamit ng haemolymph pressure (haemolymph ay talaga. ang arachnid na bersyon ng dugo) upang palawakin ang kanilang mga binti, at sa una ay pinaniniwalaan na ang haydroliko na puwersa ay nagtrabaho kasabay ng manipis na lakas ng mga kalamnan ng binti upang pahintulutan ang Phidippus regius na magpatupad ng pagtaas ng mga leaps, hindi lamang pag-ilid o pababang mga.

Sa kasamaang palad hindi namin malinaw ito nang sigurado, sabi ni Garwood. Batay sa mga obserbasyon ng jump at data ng physiology ng leg na nakolekta sa pamamagitan ng mga 3D CT scan, natagpuan ng mga mananaliksik ang mga jumps ay dapat na posible batay sa lakas na ibinigay ng mass ng kalamnan ng kalamnan. Ang lakas ng haydroliko na nilikha ng haeolymph ay maaaring magbigay ng tulong sa spider habang tumatalon ito, ngunit hindi ito isang mahalagang katangian. Inaasahan namin na ang mga pag-aaral sa hinaharap ay maaaring magpagaan ng kaunti pa rito.

Kung ang pisika ng paglukso ay maaaring kopyahin sa isang lumilipad o paglukso na robot, makakatulong ito na malutas ang maraming mga hadlang na biomekanikal na pinapanatili ang karamihan sa mga robot sa ground namely, ang pagkilos ng pagbabalanse sa pagitan ng pagpapanatiling isang ilaw ng robot at pagbibigay ng sapat na lakas upang lumukso ng malaki mga distansya papunta sa air at maaaring humantong sa isang bagong panahon ng microrobots. Sa katunayan ang koponan ng pananaliksik ay ginamit ang mga pag-scan ng 3D ng Kim ng Kimto na bumuo ng isang modelo ng scale ng spider na mga binti at istraktura ng katawan na kumpleto sa isang mekanismo ng paglukso. Sa kasamaang palad, bomba ito sa panahon ng aktwal na pagsubok sa jump. Lumiliko pa rin kaming hindi maganda sa pagbuo ng mga electronics na maayos na nagpapatakbo sa scale na ito, at kakailanganin namin ang mas maraming data na naglalarawan kung paano kinokontrol ng mga spider at iba pang maliliit na nilalang kung magkano ang puwersang kanilang pinapagalaw kapag tumalon at lumipat.

Kung ang mundo ay kailanman napupuno ng isang hukbo ng maliit, paglukso ng mga arachnoid na robot, malalaman mo na ito ay isa sa mga pangunahing proyekto sa pagsasaliksik na naganap ang kapahamakan at kadulukan.

Tandaan: ang isang naunang bersyon ng artikulong ito nang hindi wastong sinabi na ang spider ay tumimbang ng 150 gramo. Tumitimbang talaga ito ng 150 milligrams. Ikinalulungkot namin ang pagkakamali at humihingi ng tawad sa mga bangungot sa gabi.

Gusto ni Scott Pruitt na i-rollback ang mga kinakailangan ng EPA para sa malinis na sasakyan.  Ito ay magiging isang away.

Gusto ni Scott Pruitt na i-rollback ang mga kinakailangan ng EPA para sa malinis na sasakyan. Ito ay magiging isang away.

Paano gawing regular na bahagi ang iyong buhay

Paano gawing regular na bahagi ang iyong buhay

Paano pinapakain ng mga bangkay ng balyena ang sahig ng karagatan

Paano pinapakain ng mga bangkay ng balyena ang sahig ng karagatan