Люди и птицы — единственные, кто разделяет прямохождение, но у птиц оно основано на очень специфическом механизме — тенсегрити, который может найти применение в робототехнике, согласно исследованию, опубликованному в среду.
Фуэнте: АФП
Фундаментальное различие между людьми и птицами состоит в том, что прямохождение первых предполагает пребывание в вертикальном положении, а у вторых, видимо, основано на сгибании нижних конечностей.
Этот изгиб, который люди могут поддерживать лишь в течение короткого времени и ценой некоторых усилий, не мешает 10 000 зарегистрированным в мире видам птиц спать прямо, указывается в исследовании, опубликованном в журнале Interface Британского королевского общества.
И если мы никогда по-настоящему не задавались вопросом, почему, возможно, это потому, что птица — это «животное, которое находится одновременно очень близко и очень далеко от нас, полет и поведение которого нас особенно интересуют», — объясняет главный автор исследования Аник Абурачид. , из лаборатории Mecadev (Адаптивные механизмы и эволюция) Национального музея естественной истории в Париже.
У человека баланс зависит от скелета, работающего на сжатие. Силы распространяются вертикально, под действием силы тяжести, от головы до ног.
У птицы другое строение: туловище более горизонтальное, простирающееся от короткого костлявого хвоста через почти жесткий позвоночник до длинной шеи, а затем и головы.
Этот туловище сбалансировано на ногах, состоящих последовательно из трех довольно длинных костей, которые, не доходя до пальцев, образуют своего рода букву Z.
Эта структура является наследием их предков-динозавров.
Команда Mecadev считает, что эта система основана на тенсегрити — английском слове, обозначающем способность конструкции сохранять равновесие посредством игры растяжения и сжатия.
Согласно исследованию, благодаря тенсегрити животное может оставаться «стабильным с минимальными энергетическими затратами, то есть практически без каких-либо мышечных усилий благодаря пассивному напряжению».
— «Накидка из перьев» —
У птицы «как только конструкция оказывается под напряжением, для ее подъема не требуется энергии», — говорит профессор Абурачид.
Таким образом, птицы сохраняют равновесие с минимальными усилиями, даже на электрическом кабеле или ветке, раскачиваемой ветром.
Подвиг, предназначенный для людей, практикующих слэклайн, похожий на ходьбу по канату, но желательно без ветра.
Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи Mecadev с помощью Лаборатории цифровых наук Нантского университета (LS2N) разработали математическую модель скелета птицы, сочетающую в себе биологию и робототехнику.
По позе зебры, одной из немногих птиц, строение которой изучено с помощью рентгеновских лучей, они расшифровали то, как она остается вертикальной.
Правильное натяжение тросов позволяет моделируемому животному найти равновесие на согнутых ногах.
«Это единственный способ понять положение скелета, потому что все, что мы видим у птицы, — это слой перьев с клювом с одной стороны и ногами с другой», — говорит исследователь.
В действительности у птицы около сорока мышц, позволяющих ей не только стоять, но и, в зависимости от вида, бегать, плавать, летать, хватать пищу или защищаться.
Исследователи рассматривают более сложные модели для воспроизведения поведения птиц в движении с целью найти применение в робототехнике.
Двуногие роботы часто создаются по образцу человека.
Птичья модель позволит двуногому роботу сохранять фиксированную позу в течение длительного времени, например, для наблюдения, с минимальными затратами энергии.