Ученые раскрыли геометрический секрет сверхбыстрого удара рака-богомола: создан мини-робот-рекордсмен

Удар хватательных конечностей рака-богомола Odontodactylus scyllarus — быстрее любого другого движения в животном мире. Его сила достаточна, чтобы разбить стекло. Американские исследователи выяснили, что стоит за этой способностью сокрушать твёрдые объекты.

Обитающий в тропиках Тихого океана морской рак-богомол использует особую стратегию охоты. Увидев добычу, он молниеносно выбрасывает вперёд свои утолщённые ногочелюсти. Их скорость достигает 23 м/с, что позволяет пробивать даже прочные раковины и панцири.

Учёные долго изучали, как достигается такая скорость и сила. Оказалось, два небольших фиксатора сначала накапливают напряжение в мышцах и сухожилиях. При их внезапном расслаблении энергия высвобождается сверхбыстрым движением.

На записях высокоскоростной камеры заметна небольшая задержка между ослаблением фиксаторов и выбросом конечностей.

«Есть другой механизм, который удерживает хватательные конечности, но никто ещё не понял, как он работает», — предположил Нак-сын Хён, руководитель исследовательской группы Гарвардского университета.

Хён и его коллеги раскрыли этот секрет. Оказалось, причина — в геометрии ударного аппарата. После ослабления фиксаторов ногочелюсти отпускаются не сразу, а лишь при достижении особой точки опрокидывания.

Такой геометрически обусловленный механизм контролирует высвобождение накопленной упругой энергии и обеспечивает экстремальное ускорение. На основе этого принципа был создан мини-робот весом 1,5 грамма. Его удар развивает скорость 26 м/с, что делает его быстрее любого устройства сопоставимых размеров.