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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
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.
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