Инженеры изучили прыжковый механизм в ногах земляных блошек — его использование в роботах позволит им двигаться эффективнее. Об этом говорится в совместном исследовании ученых из Китайской академии наук и Министерства сельского хозяйства США, описанном в журнале Zookeys.
Земляные блошки — травоядные, которые относятся к гипердиверсальной группе из примерно 9 900 видов и встречаются в различных средах по всему миру: от низменных тропических лесов до высокогорных лугов и пустынь. Большинство из них живут, питаются и размножаются на верхней поверхности листьев растений-хозяев, что делает их особенно уязвимыми для хищников, среди которых птицы, муравьи и пауки. Одним из их защитных механизмов являются их невероятные навыки прыжков, которые позволяют жукам убежать от приближающегося хищника в одно мгновение.
Несмотря на то, что механизм, при котором блохи как будто катапультируют себя, преодолевая значительные для своих размеров расстояния, был открыт еще в 1929 году, он до сих пор не был достаточно хорошо изучен.
Исследователи в своей работе использовали микрокомпьютерную томографию и высокоскоростную съемку для снимков движений блох, а затем создали из полученных снимков 3D-модель насекомого во время прыжка.
Это позволило установить точную механику прыжка и определить роль структуры в ногах насекомого, которую ученые называют «упругой пластиной». Система, ответственная за прыжки, находится в задних лапках жука и относительно проста. Он содержит только три склеротизированные части и несколько мышц, которые позволяют ей достичь ускорения при прыжке в 8 650 кв. м/с, что в 865 раз превышает ускорение силы тяжести.
Механизм катапультирования прыжков у земляных блошек настолько эффективен и прост, что может найти применение в робототехнике, а также в инженерных и промышленных установках, отмечают исследователи. В своей работе они предлагают дизайн бионической конечности, вдохновленной жуками.
Ранее ученые создали робота, способного сшивать сосуды диаметром до 0,3 мм. Первые испытания устройства для супермикрохирургии на людях прошли успешно.