Ученые предложили универсальную модель, описывающую ходьбу многоногих существ
Математическая модель, с помощью которой можно описать передвижения многоногих существ, оказалась гораздо проще, чем считали ученые. Сравнивая движения муравьев и роботов, американские исследователи показали, что с помощью одних и тех же формул можно описать ходьбу, прыжки, скольжение и плавание.
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) выяснили, что математическая модель, описывающая ходьбу, гораздо проще, чем считалось прежде. Результаты их исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, позволят робототехникам создавать гораздо более простые модели для описания перемещений роботов.
Изначально ученые исследовали ходьбу муравьев, чтобы применить полученные данные в робототехнике. Однако в процессе исследований они обнаружили новую взаимосвязь между ходьбой, прыжками, скольжением и плаванием в вязких жидкостях, актуальную для многоногих животных.
Авторы анализировали ходьбу аргентинских муравьев. Эти насекомые могут преодолевать большие расстояния, а кроме того легко адаптируются к лабораторным условиям. Движения муравьев ученые сравнивали с движениями различных роботов, для чего использовали алгоритм, разработанный исследовательской группой из Мичиганского университета (США), который превращает сложные перемещения в математическую модель. Ученые обнаружили простую взаимосвязь между тем, в какой позе находится муравей, и тем, куда он собирается двигаться в следующий момент времени.
Одни и те же алгоритмы оказались применимы как к движению муравьев, так и к двум типам роботов, даже несмотря на то что количество скользящих движений при ходьбе у них сильно отличалось. У муравьев скольжение составляло всего 4,7 процента от общего движения, у шестиного робота этот процент достигал 12-22, а у роботов с 12 ногами — 40-100.
Модель успешно предсказывала, куда насекомое или робот будет двигаться дальше, на основе того, в какой позе находилось его тело. Ранее ее использовали только для описания скользящего движения и плавания, однако она оказалась применима к ходьбе на нескольких ногах, независимо от размера ходоков и того, скользят они или нет.
Исследователи полагают, что эти универсальные принципы могут быть важны для понимания эволюции животных, например перехода от плавания к ходьбе. Учитывая, что ходьба, даже без скольжения, подчиняется тем же физическим принципам, что и плавание, первые наземные животные могли уже иметь готовые нейронные механизмы, необходимые для передвижения по суше.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии