Зоологи Том Вайхман (Tom Weihmann) из Кельнского университета, Пьер-Гийом Бпюн (Pierre-Guillaume Brun) из Высшей нормальной школы Лиона и Эмили Пайкрофт (Emily Pycroft) из Кембриджского университета исследовали изменение походки тараканов в зависимости от скорости движения и характера поверхности.
То, что характер движений многоногих животных изменяется в зависимости от скорости, хорошо известно. Например, лошадь переходит с шага на рысь, а затем на галоп. Но исследованы такие явления были только у достаточно крупных животных, прежде всего, млекопитающих. Для них в распоряжении ученых есть подробные описания координации движений ног, включая данные высокоскоростной киносъемки. Теперь же авторы нового исследования доказали, что подобные изменения в походке есть и у тараканов.
Они экспериментировали с африканскими тараканами Nauphoeta cinerea, которые часто используются в лабораторных исследованиях. Тараканы бегали с разной скоростью по двум типам поверхностей: обычно и более скользкой. Как показали опыты, при увеличении скорости и на скользкой поверхности изменение аллюра сопровождается переходом от статической стабилизации тела насекомого к динамической, что сводит к минимуму участие центральной нервной системы в контроле движения и позволяет достичь высокой энергоэффективности.
Работа зоологов имеет не только чисто научное значение. По словам Тома Вайхмана, полученные результаты будут полезны при разработке автономных шагающих роботов, например, тех, которые действуют в зоне стихийных бедствий, на войне или разрабатываются для изучения других планет. Роботы, оснащенные ногами, при движении по пересеченной местности оказываются более эффективными, чем колесные роботы. Однако по сравнению с тараканами они тратят очень много энергии на высоких скоростях. Схема координации ног таракана может быть использована для создания нового алгоритма движения конечностей робота.
Итоги исследования опубликованы в журнале Frontiers in Zoology.
