Работа, опубликованная в Journal of Neurophysiology, раскрывает, как мясные мухи Calliphora vicina воспринимают механические силы с помощью специальных сенсоров, расположенных в ногах. Исследование провели ученые из Университета Маршалла и Университета Западной Вирджинии. Оно помогает по-новому взглянуть на биомеханику насекомых и расширяет возможности в робототехнике.
Главными героями работы стали колокольчатые сенсиллы — маленькие чувствительные структуры, расположенные в большеберцовой кости задних ног мух. Эти сенсоры не только улавливают силу, но и регистрируют, насколько быстро она изменяется. Даже кратковременное снижение нагрузки на ногу приводило к заметному снижению активности сенсоров. Это говорит о высокой чувствительности к изменениям, а не только к постоянной нагрузке.
По словам ведущего автора исследования, профессора Саши Зилла, ощущение силы крайне важно для равновесия и передвижения. Даже такие легкие существа, как мясные мухи, должны следить не только за силой давления, но и за ее динамикой. И делают они это неожиданно сложно, если учесть их размер.
Ученые также использовали математическую модель, разработанную для более крупных насекомых, и обнаружили, что она точно воспроизводит сенсорные реакции мух. Это подтверждает, что принцип восприятия силы универсален и масштабируем. То есть он может применяться в системах управления движением у разных видов животных.
Результаты исследования могут лечь в основу новых подходов к созданию шагающих роботов. Они помогут сделать их более устойчивыми, способными адаптироваться к разным условиям и лучше реагировать на изменения нагрузки, как это делает сама природа.
Сложно поверить, но даже крошечные мухи могут вдохновлять инженерные прорывы. Один из недавних примеров — мягкий робот, имитирующий движения личинок, способных катиться при опасности. Как устроен этот механизм и какие перспективы он открывает, вы можете узнать в этой статье.