Úc: Loài nhện này có thể chịu được lực G lớn hơn cả phi công chiến đấu

theanh

Administrator
Nhân viên
Các nhà khoa học đã phát hiện ra hệ thống bán thủy lực của loài nhện nhảy ở Úc cho phép nó nhảy nhanh qua những khoảng cách xa một cách chính xác trong khi chịu lực G lớn hơn cả phi công lái máy bay phản lực. Một khám phá có thể cách mạng hóa nghiên cứu về robot.


c2d4c_araigneesauteuseaustralie.png


Maratus splendens, loài nhện có những bí mật hấp dẫn​

Nhiều người sợ chúng, nhưng thực ra, nhện lại là bạn của chúng ta (theo như lời của loài nhện thì...). Đặc biệt là vì loài nhện ngày nay có nguồn gốc từ Úc nên rất khó để tin tưởng chúng. Bất chấp mọi thứ, robot này có khả năng thực hiện những chiến công thực sự, những khả năng độc đáo có thể giúp nghiên cứu về robot của chúng ta tiến triển. Loài nhện ngày nay, nhện công tuyệt đẹp (Maratus splendens), khác xa với loài nhện truyền thống thường sống ở vùng của chúng ta.


48a90_maratussplendens.jpg



Và vì lý do chính đáng, loài nhện này có khả năng nhảy. Nhện nhảy di chuyển bằng sự kết hợp độc đáo giữa áp suất thủy lực và hoạt động của cơ. Trong khi ý tưởng về một con nhện nhảy thật đáng sợ thì cơ chế sinh học đằng sau nó vẫn tiếp tục làm các nhà khoa học say mê. Các nghiên cứu do Đại học Macquarie ở Sydney thực hiện đã xem xét chi tiết khả năng nhảy của loài nhện công Úc để hiểu rõ hơn về cơ chế sinh học bán thủy lực đằng sau nó.
"Những con nhện này nhỏ đến mức bạn có thể nhét bốn hoặc năm con vào móng tay cái của mình," Ajay Narendra, phó giáo sư tại Khoa Khoa học Tự nhiên của trường đại học, đồng thời là tác giả chính và là tác giả liên hệ của nghiên cứu, giải thích. "Con đực chỉ nặng hai miligam - một trong những loài nhện nhảy nhẹ nhất được biết đến - trong khi con cái nặng gấp sáu lần."
Nhện nhảy không sử dụng cơ bắp hoặc lò xo. Mặc dù chúng có cơ bắp để uốn cong ở chân, nhưng chúng lại không có cơ bắp cần thiết để duỗi chân và nhảy mạnh. Để nhảy được, chúng dựa vào "hệ thống vận động bán thủy lực". Trước khi nhảy, loài nhện co các cơ ở phần đầu ngực (phần đầu và ngực hợp nhất của loài nhện) để đẩy huyết tương, một dạng máu, vào chân của chúng. Sau đó, huyết tương tạo ra áp lực ở chân, khiến chân phải duỗi ra nhanh chóng. Và khi con nhện giải phóng áp lực, chân của nó sẽ duỗi về phía trước, đẩy con nhện lên không trung với lực rất lớn.


0ed7c_capturedcran20250411164020.png



Sau khi được quay ở tốc độ 5000 khung hình/giây bằng máy quay tốc độ cao, những con nhện được thả về môi trường sống tự nhiên của chúng. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã phân tích thủ công từng khung hình của cảnh quay, theo dõi các cấu trúc cơ thể khác nhau và trích xuất tọa độ mà từ đó họ có thể tái tạo lại quỹ đạo nhảy. Những hình ảnh này cũng cho thấy sự đóng góp của các chân khác nhau vào cú nhảy, bao gồm sự xuất hiện của một cặp chân thứ ba ở con đực.

Gia tốc cất cánh lớn hơn so với các phi công chiến đấu của chúng tôi​

Trong thí nghiệm này, trung bình, những con nhện đực và cái chịu lực tương đương 13,03 G và 12,5 G trong quá trình cất cánh. Con số này cao hơn tất cả các loài nhện nhảy đã biết khác, thậm chí cao hơn cả các giá trị mà các phi công chiến đấu giàu kinh nghiệm của chúng ta gặp phải, những người có thể chịu được tới 8 hoặc 9 G. Một người bình thường có thể chịu được khoảng 5 G trước khi bất tỉnh.
"Đối với các loài động vật như chúng ta, có cơ thể cứng hơn, khả năng chống lại lực G bị hạn chế hơn nhiều so với loài nhện, có cơ thể mềm mại, chứa đầy chất lỏng, có thể quản lý áp suất này hiệu quả hơn nhiều," Narendra giải thích. "Khối lượng cơ thể thấp của chúng làm giảm lực tác động lên cơ thể. Điều này cũng làm giảm căng thẳng ở các bộ phận khác nhau của cơ thể vì các lực được phân bổ khắp cơ thể."
Các kết quả thu được từ các nhà nghiên cứu có thể cho phép phát triển ngành robot:
"Nhện nhảy có khả năng kiểm soát cú nhảy đặc biệt để đạt được mục tiêu cụ thể, cho dù là đáp xuống bề mặt hay bắt những loài côn trùng nhỏ di chuyển nhanh", Narendra giải thích. "Các nhà nghiên cứu robot có thể sẽ được truyền cảm hứng để chế tạo robot dựa trên hệ thống bán thủy lực của nhện nhảy có chuyển động hiệu quả, hướng đến mục tiêu.""
Những con nhện nhỏ bé có thể mang đến cho chúng ta những tiến bộ lớn trong ngành robot.
 
Back
Bên trên