Креветки-богомолы могут наносить сильные удары во время драки: за один замах отрубают клешню крабу или пробивают раковину улитки. Эти навыки ученые решили использовать для создания роботов. Ученые давно интересуются механизмами, которые лежат в основе движений креветок-богомолов. Исследователям ранее удалось визуализировать и измерить эти движения, однако сам механизм остается загадкой.

В новой работе исследователи смоделировали механику удара креветки-богомола и создали робота, который имитирует эти движения.

Скорость и сила ударов креветок-богомолов — это следствие сложного базового механизма. Если мы построим робота в виде придатка креветки-богомола, то сможем изучить эти механизмы максимально детально, – текст исследования.

Многие мелкие организмы, например, лягушки, хамелеоны и даже некоторые виды растений, могут сверхбыстро двигаться: они накапливают упругую энергию и быстро высвобождают ее с помощью защелкивающегося механизма, который похож на мышеловку.

Подобным образом двигаются и креветки-богомолы: у них есть две небольшие структуры, встроенные в сухожилия, они называются склериты и действуют как защелка. Как только ракообразное убирает защелку, пружина немедленно высвобождает накопленную энергию. Однако у креветок-богомолов нет особых мышц, которые были бы не похожи на остальных ракообразных, поэтому непонятно, что, если не мышцы, контролирует эти движения.

Авторы новой работы построили роботизированную модель креветки-богомола, после чего разработали математическую модель ее движения. Исследователи нанесли на карту четыре фазы удара, начиная с защелкнутых склеритов и заканчивая фактическим ударом придатка. Они обнаружили, что действительно, после того, как защелка снята, придаток остается на месте, пока он не достигнет точки центрирования, а затем защелка отпускается.

Исследователи имитировали этот процесс на 1,5-граммовом роботе размером с креветку. Он не достиг скорости креветки-богомола, однако делал удары быстрее, чем остальные аналогичные устройства.