Палочники станут прототипами биомедицинских роботов

Палочники, по внешнему виду напоминающие ходячие прутики, пользуются большой популярностью в качестве домашних животных и служат объектами для исследований, потому что они не могут улететь или сбежать, их легко содержать, вести за ними наблюдение и изучать.

«Я думаю, что они действительно милые насекомые», - говорит Крис Дж. Даллманн, исследователь из Билефельдского университета в Германии, исследующий биомеханику шестиногого палочника, а точнее говоря, о его коленные и тазобедренные суставы.

С помощью приклеенных захватов движения доктор Даллманн ведет запись движений насекомого во время его передвижения по силовой пластине. Соединяя визуальный отчет с данными полученными от силовой пластины, он и его коллеги обнаружили, что один тазобедренный сустав (насекомые имеют два на каждой ноге) оказался самым важным как для поддержания тела, так и в продвижении его вперед.

Доктор Даллманн начал исследования палочника, потому что тот использует сенсорную обратную связь при перемещении своих ног. Так как это насекомое передвигается достаточно медленно, поэтому у исследователей есть хорошая возможность изучить, как его нервная система контролирует движения.

Для этого, по словам Даллманна, исследователи должны выйти за рамки нервной системы. Они должны изучить не только закономерность электрических сигналов в нервной системе, а и работу мышц и нагрузки, действующие на эти суставы. Они должны понять, «как все это сочетается», - говорит он.

Исследователи обнаружили, как и следовало ожидать, что задние ноги продвигают насекомое вперед, а средняя пара ног главным образом отвечает за торможение и направление.

Передние ноги используются больше как датчики, ощупывая путь насекомого во время движения. «С точки зрения ходьбы, - говорит доктор Даллманн, - насекомое ведет себя как четвероногое животное». И самое удивительное, что обнаружили исследователи - средние и задние ноги удерживают вес насекомого на одном суставе, который используется и при движении. «Один сустав, как мощный шарнир, - говорит он, - держит тело над землей и двигает его вперед».

Это исследование является частью большого проекта по разработке биомедицинского робота. Даллманн надеется построить похожего на палочника робота для  своих дальнейших исследований.

Исследователи работали с самками индийского или обыкновенного палочника (Carausius morosus). Выбор этот был сделан не случайно. Палочники размножаются с помощью процесса, называемого партеногенезом - без участия самцов.

Эти насекомые питаются растительной пищей в основном в ночное время. В случае возникновения угрозы, или когда они встревожены, они притворяются мертвыми. Эти качества сделали их, по мнению некоторых экспертов, «идеальными домашними насекомыми». Но нет ничего совершенного, даже палочников. Даже если они не могут летать, они убежать, в некоторых районах, таких как Южная Калифорния, они считаются вредителями.

Крис Дж. Даллманн и его коллеги Фолькер Дюрр и Йозеф Шмитц опубликовали результаты своих исследований в журнале «Proceedings of the Royal Society B».