Phillip Hopkins
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De petits cafards avec des exosquelettes robustes utilisent leur tête "comme un pare-chocs d'automobile", ont rapporté des scientifiques dans une nouvelle étude. Quand la tête d'un gardon qui se précipite touche un mur, son corps rebondit vers le haut à un angle, permettant à l'insecte de redimensionner la surface verticale plus rapidement que s'il avait appliqué les freins..
L'approche frontale des cafards en matière d'escalade au mur est si efficace qu'elle a inspiré les chercheurs à concevoir de minuscules robots capables de gravir les murs comme le font les cafards - en utilisant leur tête. [Les 6 robots les plus étranges jamais créés]
Lorsque les animaux naviguent sur un terrain difficile, une interaction entre leurs sens et leur cerveau les aide à éviter les obstacles et les faux pas potentiellement mortels. Mais la stratégie des cafards suggère que certains animaux s'appuient sur leurs propres formes corporelles non seulement pour les protéger des collisions, mais aussi pour canaliser cet élan en une manœuvre d'évasion réussie, ont rapporté les auteurs de l'étude dans l'étude, qui a été publiée en ligne le 13 février. dans le Journal of the Royal Society Interface.
Les chercheurs ont testé 18 cafards mâles sur des surfaces de roulement tapissées de papier qui se terminaient par des murs verticaux, enregistrant une vidéo à grande vitesse à 500 images par seconde et utilisant un logiciel de suivi de mouvement pour analyser la transition des cafards de la piste horizontale au mur vertical..
À l'œil nu, il semblait que tous les cafards qui escaladaient le mur l'avaient fait de manière transparente, ont noté les scientifiques dans l'étude. Mais les images au ralenti racontaient une autre histoire: les cafards ont utilisé deux stratégies différentes pour escalader le mur, dont l'une consistait à enfoncer le mur avec la tête pour "décoller" dans une posture d'escalade..
Et les cafards qui frappaient la tête étaient des grimpeurs plus efficaces sur les murs, a déclaré l'auteur principal de l'étude, Kaushik Jayaram, chercheur postdoctoral en science des matériaux et génie mécanique à l'Institut Wyss de l'Université Harvard. .
"Dans les essais où ils ont utilisé cette approche tête première, nous avons observé qu'ils courraient environ 20% plus vite que s'ils atterrissaient sur leurs jambes puis grimpaient le mur", a déclaré Jayaram..
«Dans un environnement naturel, s'ils essaient de s'éloigner d'un prédateur, une augmentation de 20% de la vitesse pourrait faire la différence entre la vie et la mort», a-t-il expliqué..
Les robots naviguent généralement sur le terrain à l'aide d'un éventail de capteurs, et la perspective de construire un robot qui pourrait rapidement changer de direction pour grimper - en utilisant l'élan généré par sa propre forme de corps - était un défi intrigant, a déclaré Jayaram. Les scientifiques l'ont rencontré en concevant un "nez" spécial pour le robot qui a aidé à le faire monter juste au bon angle, a déclaré Jayaram..
Ils se sont retrouvés avec un nez trapézoïdal avec un bord pointant vers le haut, monté devant le robot. Lors de l'impact, le nez frôlerait le mur et permettrait au corps de se relever, a déclaré Jayaram. Bien que les cafards n'aient pas de nez, la structure du robot a le même objectif que la tête des cafards, permettant au corps de changer de direction rapidement tout en perdant peu d'élan, ont rapporté les auteurs de l'étude..
D'autres conceptions de robots ont bénéficié de la biomécanique des cafards. La capacité des insectes à se faufiler à travers de minuscules ouvertures a inspiré les ingénieurs à concevoir un minuscule robot qui pourrait s'aplatir au sol pour se glisser à travers d'étroites fissures, un exploit qui pourrait un jour aider à localiser les victimes de tremblements de terre, rapportait précédemment..
«La nature peut être un enseignant important. Nous avons des indices sur la façon dont les animaux pourraient faire face à ces défis lorsqu'ils doivent effectuer plusieurs tâches en même temps - courir, grimper, travailler dans des environnements qu'ils ne connaissent pas», a déclaré Jayaram.
«Alors que nous commençons à opérer dans des environnements plus complexes, nous pouvons certainement tirer des leçons de certains des exemples de la biologie - et nous pouvons certainement améliorer certains aussi», a-t-il déclaré..
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