Oamenii de știință australieni au descoperit că păianjenul mic, dar elegant, folosește un sistem semi-hidraulic pentru a efectua salturi spectaculoase. O ispravă biomecanică care îi miră și inspiră deopotrivă inginerii roboticieni.
La majoritatea animalelor terestre, săritul se bazează pe un mecanism simplu: mușchii se flexează, apoi se relaxează brusc pentru a propulsa corpul. Dar păianjenii săritori, inclusiv cei din specia Maratus splendens, nu au mușchi extensori în picioare. În schimb, aceștia operează un sistem unic de locomoție semi-hidraulic. Înainte de a sări, păianjenul contractă mușchii din cefalotorace (partea din față a corpului, care combină capul și toracele), care injectează hemolimfă – echivalentul sângelui în artropode – în picioare. Această presiune determină o extindere rapidă a membrelor, care le proiectează violent înainte. Rezultatul: o accelerație uluitoare, măsurată până la 13,03 g la masculi și 12,5 g la femele. Pentru comparație, un pilot de luptă experimentează aproximativ 8 până la 9 g într-un costum G… și majoritatea oamenilor își pierd cunoștința în jur de 5 g.
Pentru a observa acest fenomen mai îndeaproape, cercetătorii au colectat mai multe exemplare adulte, pe care le-au plasat într-un mediu controlat la 24°C. O platformă de decolare, amplasată la 4 centimetri de o platformă de aterizare, le-a permis să observe săriturile efectuate fără constrângeri externe. Folosind o înregistrare cu o cameră de mare viteză la 5.000 de cadre pe secundă, oamenii de știință au reușit să detalieze fiecare etapă a săriturii, să analizeze rolul fiecărui picior și să reconstruiască traiectoria exactă. Rezultat: a treia pereche de picioare – mai lungă și mai groasă, mai ales la masculi – este cea care asigură cea mai mare parte a propulsiei. Această pereche este folosită și în spectacolele de curte, în timpul cărora masculii își flutură picioarele pentru a seduce femelele.
Studiul, publicat în Journal of Experimental Biology, a evidențiat, de asemenea, diferențe în dinamica săriturii între sexe. Masculii, mai mici și mai ușori, decolează mai repede decât femelele, care au un corp mai masiv, adaptat pentru reproducere. Această diferență afectează direct timpul de decolare și forța generată. La ambele sexe, mecanismul rămâne extrem de eficient. Și această eficiență ar putea interesa foarte bine inginerii robotici, în special pe cei care lucrează pe sisteme miniaturizate.
Păianjenii săritori au o capacitate excepțională de a-și controla săriturile și de a ajunge la ținte precise, fie o suprafață sau o pradă. Acest lucru îi face modele principale pentru roboții biomimetici. Roboții proiectați să navigheze în medii complexe – zone de dezastru, spații restrânse, teren accidentat – ar putea beneficia de un mecanism semi-hidraulic pentru a sări eficient, menținând în același timp o manevrabilitate excelentă. Într-un moment în care biomimetica (arta de a imita ființe vii) inspiră progrese tehnologice majore, splendidul păianjen păun este o reamintire că cele mai mari secrete ale inovației sunt uneori ascunse în cele mai mici creaturi.
Leave a Reply