Kakerlaken krachen gerne gegen Wände (und das kann uns helfen, einen besseren Roboter zu bauen)

Eine Kakerlake klettert an einer gefliesten Wand entlang

Mit dem Kopf gegen eine Wand zu rennen ist normalerweise keine gute Sache, aber es scheint gut für Kakerlaken zu funktionieren.

Astudy veröffentlichte im Journal of the Royal Society Interface die Feststellung, dass diese Insekten auf diese Weise gegen Wände rennen, um ihre Körper in einen Winkel zu hüpfen. So können sie problemlos eine senkrechte Fläche hochkriechen.

Es ist ein schlaues Fluchtmanöver, von dem Wissenschaftler glauben, dass es ihnen hilft, bessere Roboter zu entwickeln.

Oben an der Wand

Die amerikanische Kakerlake ist schnell und bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 50 Körperlängen pro Sekunde. Wenn eine Kakerlake über den Boden rast, um einem Raubtier auszuweichen, kann sie auf eine Wand zielen und diese kopfüber nehmen. Solch eine Kollision sollte den Käfer betäuben, aber sie haben einen stoßdämpfenden Körper, der sie nicht nur vor Beschädigung schützt, sondern es ihnen auch ermöglicht, diesen Schwung so zu kanalisieren, dass sie tatsächlich die Wand hochkriechen.

Die Forscher sandten 18 männliche Kakerlaken auf eine mit Papier ausgekleidete Oberfläche, die in einer Mauer endete. Sie filmten sie mit Hochgeschwindigkeitsvideos mit einer Geschwindigkeit von 500 Bildern pro Sekunde und einer Bewegungsverfolgungssoftware, um zu sehen, wie die Wanzen die Wand ausmachten. Beides war wichtig, denn mit bloßem Auge scheinen die Kakerlaken die Wand zu erklimmen, ohne eine Stufe zu übersehen. Sie wechseln scheinbar mühelos von einem horizontalen zu einem vertikalen Strich.

Als sich die Forscher das Filmmaterial anschauten, stellten sie fest, dass die Kakerlaken ihre Köpfe lieber direkt in die Wand rammen, die Kraft absorbieren, in einen Aufstiegswinkel springen und weiter huschen würden. Diese Methode wurde zu 80 Prozent angewendet. In der restlichen Zeit richteten sich die Kakerlaken ein wenig auf, bevor sie mit der Wand kollidierten, was zu einer langsameren Annäherung führte.

Die Vorsicht war im Allgemeinen unnötig. Die Forscher stellten fest, dass die Kakerlaken, die gegen die Wand rammten, die vertikale Verschiebung genauso schnell ausführten — etwa 75 Millisekunden — wie diejenigen, die ein wenig Vorsicht walten ließen. Da sie jedoch beim Aufprall auf eine Mauer nicht langsamer werden, haben die Kakerlaken eine höhere Chance, einem Raubtier zu entkommen, und dies kann das Überleben erheblich verbessern.

"Ihre Körper machen das Rechnen, nicht ihr Gehirn oder komplexe Sensoren," Kaushik Jayaram, Biologe an der Harvard University und Hauptautor der Studie, berichtete der New York Times.

Bessere Roboter

Jayaram und das Forschungsteam entwickelten einen kleinen, handflächengroßen sechsbeinigen Roboter mit dem Namen DASH, dem es an der Vorderseite an Sensoren mangelte, um festzustellen, ob dieser Ansatz sich auf Roboter übertragen lässt, die ihnen beim Navigieren in schwierigem Gelände helfen. Der Roboter würde sich auf seinen Körper verlassen, um zu navigieren, wie die Kakerlake. Die Forscher fügten einen geneigten Kegel hinzu, der genannt wurde "die Nase" um ein mögliches Aufwärtswinkeln des Roboters zu erleichtern. Der Roboter wurde mit den gleichen Methoden wie die Kakerlaken gefilmt.

DASH schaffte den direkten vertikalen Übergang, ähnlich wie die Kakerlaken. In der nächsten Iteration des DASH hofft das Team, dies hinzufügen zu können "Substratbefestigungsmechanismen" so kann es nach der Übergangsbewegung die Wand erklimmen.

Die Forscher betrachten ihren Ansatz a "Paradigmenwechsel" für die Robotik ein neuer Weg in der Konstruktion. Durch die Verwendung eines mechanischeren Ansatzes anstelle eines sensorischen Ansatzes können die Roboter robuster sein und schwierige Bereiche leichter erkunden.

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