Șerpii sfidează gravitația: O echipă de cercetători explică mecanismul prin care reptilele se ridică fără membre
O echipă de oameni de știință a elucidat misterul biologic legat de modul în care șerpii, în special cei arboricoli, reușesc să se ridice și să mențină o mare parte din corp în poziție verticală, în ciuda absenței membrelor. Descoperirea ar putea genera aplicații importante în robotică, facilitând dezvoltarea roboților capabili să se deplaseze în spații extrem de înguste. Studiul, publicat în revista The Royal Society Interface, oferă o perspectivă detaliată asupra mecanismelor complexe care permit acestor reptile să sfideze gravitația.
Cheia echilibrului: Propriocepția și zona limită
Pentru majoritatea animalelor terestre, membrele constituie elementul esențial pentru deplasare și menținerea echilibrului. Prin urmare, evoluția șerpilor fără membre și capacitatea acestora de a prospera rămân o curiozitate a naturii. Cercetările profesorului L. Mahadevan de la Universitatea Harvard au demonstrat că ridicarea a aproximativ 70% din corp fără suport nu depinde doar de forța musculară, ci și de un echilibru precis. Acest proces necesită o propriocepție extrem de avansată, adică abilitatea organismului de a percepe poziția diferitelor părți ale corpului.
Studiul a arătat că șerpii nu își rigidizează întregul corp, ci concentrează forța musculară într-o zonă apropiată de baza de sprijin, formând o așa-numită „zonă limită”. Atât timp cât partea superioară a corpului rămâne aproape verticală, gravitația nu generează o forță care să tragă corpul în jos. „Pentru unii poate părea material de coșmar, dar acum am analizat, din punct de vedere matematic și fizic, mecanismele ascunse și strategiile de control care le permit șerpilor să sfideze gravitația”, a declarat Mahadevan.
Aplicații practice: De la roboți la dispozitive medicale
Rezultatele cercetării ar putea fi utile pentru dezvoltarea unor roboți flexibili, asemănători șerpilor. Un astfel de prototip a fost prezentat de NASA pentru explorarea satelitului Europa și a altor luni înghețate. De asemenea, principiile descoperite ar putea inspira dezvoltarea de dispozitive medicale capabile să se deplaseze prin spații foarte înguste. „Concentrând controlul acolo unde este esențial, inginerii ar putea învăța să construiască mașinării atât eficiente, cât și rezistente”, a explicat Ludwig Hoffmann, autorul principal al studiului.
Capacitatea șerpilor de a se ridica este răspândită în cadrul ordinului Serpentes, cu excepția posibilă a șerpilor de mare. Șerpii arboricoli au dezvoltat această abilitate la un nivel superior, manevrând cu ușurință între ramuri. Cercetătorii au filmat trei exemplare de Boiga irregularis și un piton Simalia amesthistina, analizând modul în care se deplasează între platforme subțiri. Datele obținute au arătat că stabilitatea este factorul limitativ în ceea ce privește înălțimea maximă la care se pot ridica șerpii.
În ultimele luni, echipa de cercetători a continuat să aprofundeze aceste aspecte, concentrându-se pe simularea acestor mișcări în robotică.
