Исследование раскрывает стратегии осьминогов по прохождению через узкие зазоры, предлагая идеи для мягкой робототехники
Учёные наблюдали, как обычные осьминоги перемещаются через отверстия разного размера, выявив отдельные последовательности движений, которые могут помочь в разработке гибких роботов для ограниченных пространств.
Учёные из Италии, Австрии и Национального университета Сингапура изучали, как обычные осьминоги (Octopus vulgaris) проходят через отверстия разного диаметра. Записывая движения животных, команда выявила базовые моторные паттерны, или «моторные примитивы», которые осьминоги комбинируют для преодоления узких проёмов.
Когда проём был относительно большим, осьминоги следовали трёхшаговой последовательности: исследование отверстия одной рукой, перемещение дополнительных рук в зазор и затем сжатие мантийной полости и оставшихся рук в одном движении. Для более маленьких проёмов финальная стадия делилась на два шага: сначала перемещение оставшихся рук, а затем отдельное прохождение мантийной полости, что приводило к четырёхшаговой стратегии. Животные смогли использовать этот метод, чтобы пройти через отверстия немного меньше расстояния между их глазами, используя жёсткую хрящевую оболочку вокруг центральной нервной системы в качестве ориентира по размеру.
«С учётом их сложного поведения, гибкого тела и уникального моторного контроля, осьминоги являются убедительными моделями как для биологии, так и для биоинспирированной робототехники», — написали авторы.
«Отсутствие у них жёсткого скелета позволяет им подвергаться экстремальным деформациям, позволяя им перемещаться через узкие проёмы и узкие геометрии, предлагая биологическое решение одной из самых упорных проблем робототехники», — добавила статья.
Результаты предполагают, что выявленные стратегии движения могут направлять разработку мягких роботов для поисково-спасательных миссий, где текущие конструкции часто полагаются на змееподобную локомоцию. Подход, вдохновлённый осьминогами, может позволить роботам включать больше датчиков и манипуляторов, повышая адаптивность в ограниченных пространствах.
«Определив общие стратегии, лежащие в основе этого поведения, наше исследование вносит новый потенциальный набор комбинаций моторных примитивов и предоставляет понимание эволюционного интеллекта, позволяющего осьминогам адаптироваться к ограничениям окружающей среды», — заключили исследователи.