Aštuonkojai gali prasmukti pro stebėtinai mažas angas – kartais atrodančias per ankštas tokiam gyvūnui. Mokslininkus ir robotikos inžinierius ypač domina, kaip jiems pavyksta taip stipriai deformuoti kūną neprarandant kontrolės.
Kaip rašoma žurnale „Journal of Experimental Biology“ publikuotame darbe, pagrindinė fizinė riba aštuonkojui pralįsti pro „butelio kaklelį“ yra jo kietas snapas. Visa kita priklauso nuo to, kaip vikriai gyvūnas sugeba koordinuoti minkštą kūną, čiuptuvus ir mantiją.
Tyrėjų komanda – galvakojų moliuskų specialistai iš Italijos ir Austrijos bei Singapūro nacionalinio universiteto Pažangiosios robotikos centro inžinieriai – siekė suprasti, kokias konkrečias judesių strategijas aštuonkojai pasitelkia skirtingo dydžio angose.
Praktinė šio darbo reikšmė – ne vien biologijos žinios. Aštuonkojų gebėjimas judėti ankštose erdvėse gali padėti kurti minkštuosius robotus, kurie ateityje būtų naudingesni, pavyzdžiui, paieškos ir gelbėjimo operacijose.
Kaip buvo tiriamas pralindimas
Komanda detaliai stebėjo tris jaunus paprastuosius aštuonkojus (Octopus vulgaris), kai šie lindo pro skirtingo dydžio skyles. Elgesys buvo filmuojamas, o įrašai analizuojami ieškant pasikartojančių judesių „blokų“.
Tyrime vartojama sąvoka „motoriniai primityvai“ reiškia bazinius judesio elementus, kuriuos nervų sistema gali jungti į sudėtingesnius veiksmus. Ši idėja kilo neuro moksle, bet vėliau prigijo ir robotikoje.
Mokslininkai pastebėjo, kad pasirinkta pralindimo strategija keičiasi priklausomai nuo to, kiek anga yra didelė lyginant su paties aštuonkojo kūnu.
Trijų ir keturių žingsnių strategijos
Kai anga būdavo santykinai didesnė, aštuonkojai dažniausiai laikydavosi trijų žingsnių sekos: pirmiausia „žvalgyba“, tada čiuptuvų perstatymas ir galiausiai pralindimas. Tyrėjai šį elgesį apibūdina kaip gana nuoseklų ir pasikartojantį.
Iš pradžių aštuonkojis čiuptuvais apčiupinėdavo angą ir pradėdavo lįsti, dažnai pirmas prakišdamas vieną čiuptuvą (dažniausiai iš priekinių, kairėje), o po to – iki penkių kitų.
Vėliau, remdamasis dviem jau prakištais čiuptuvais ir jų siurbtukais „prisikibdamas“ prie pertvaros aplink angą, gyvūnas atsispirdavo ir atsargiai vienu metu prastumdavo mantiją bei likusius čiuptuvus.
Kai anga būdavo mažesnė, paskutinis etapas išsiskaidydavo į du atskirus veiksmus: pirmiausia perstatomi likę čiuptuvai, o tik tuomet atskirai prakišama mantija. Taip susidarydavo keturių žingsnių strategija.
Kodėl mantija – sunkiausia dalis
Tyrėjai atkreipia dėmesį, kad galvos ir mantijos pralindimas atrodo ypač jautrus momentas, nes ten yra gyvybiškai svarbūs organai. Tarp jų – trys širdys, virškinimo sistema ir centrinės nervų sistemos dalis, apjuosianti stemplę.
Dar viena reikšminga detalė – centrinę nervų sistemą dengia standesnis kremzlinis „apvalkalas“. Jo dydį mokslininkai vertino netiesiogiai, matuodami atstumą tarp aštuonkojų akių, ir naudojo kaip orientyrą, kokio dydžio anga teoriškai turėtų būti „įveikiama“.
Vis dėlto stebėta, kad, pasitelkę keturių žingsnių strategiją, paprastieji aštuonkojai gebėjo pralįsti ir pro angas, kurios buvo šiek tiek mažesnės už atstumą tarp jų akių. Vaizdo įrašuose matyti, kaip jie raumenimis itin tiksliai deformuoja mantiją, kad ši praeitų pro, atrodytų, neįmanomai ankštą vietą.
Autoriai mano, kad geriau supratus tokias judėjimo strategijas, atsiranda naujų principų minkštųjų robotų dizainui. Skirtingai nei dažnai „gyvatiškos“ formos sprendimai, aštuonkojo įkvėptas modelis teoriškai leistų sutalpinti daugiau jutiklių ir manipuliatorių, neprarandant gebėjimo judėti labai ankštose erdvėse.
Leave a Reply