Інструкція з користування мухобійкою або дивовижні здатності комах

Колись мініатюрні роботи стануть незамінними помічниками. Але перед тим, як конструювати такі апарати, потрібно розгадати деякі таємниці живих „прототипів”, зокрема, всюдисущих комах. Які віртуозно координують рух шести або восьми ніг, ковзають поверхнею води, літають, ігноруючи закони підіймальної сили та ніколи не помиляються, орієнтуючись у просторі. Доктор технічних наук Ґеріт Штратман, керівник мережі інноваційних центрів федеральної землі Гессен:

„Фахівці з робототехніки та з біоніки хочуть передусім зрозуміти, завдяки чому комахи спроможні на такі трюки, якими особливими механізмами наділила їх природа. Один із яскравих прикладів – пустельні мурахи-бігунці, що мешкають у Сахарі. Цей вид будує свої гнізда під землею. На поверхні помітний лише невеличкий отвір – вхід. Вирушаючи на пошуки їжі, а серед голих пісків це дуже непроста справа, мурахи бігають звивистими стежками й нерідко віддаляються від домівки за сотні метрів. Але як тільки пощастить із здобиччю, вони квапляться до свого мурашника навпростець, по прямій лінії. Так, наче в них у голові є віртуальна мапа місцевості або щось на зразок приладу супутникової навігації.”

Рослин чи предметів, які б допомагали орієнтуватися, в пустелі немає, й запахом дорогу не позначиш, як це роблять мурахи в помірних широтах, бо під палючим сонцем хімічні речовини відразу розпалися б. „Невірогідна здатність завжди обирати найкоротший шлях пояснюється якимось іншими чинниками”, – веде далі Ґеріт Штратман:

„Аби дізнатися, як це функціонує, професор технічної інформатики Ральф Мелер та його колеги з Білефельдського університету, побудували щось на зразок пустелеходу. Обладнали його різними приладами та сенсорами, які мали б бачити приблизно те саме, що й очі мурах, й розробили спеціальні комп’ютерні програми для опрацювання всіх цих даних. На жаль, наслідки експерименту виявилися не дуже переконливими. Робот орієнтувався в пустелі набагато гірше, ніж її спритні корінні мешканці.”

На автоматичних приладах можна, звичайно, встановлювати системи навігації, які швидко визначатимуть оптимальну траєкторію від пункту А до пункту Б. „Але, - каже доктор технічних наук Ґеріт Штратман, - по перше, це - пройдений етап, а, по-друге, сигнали від супутників доходять далеко не скрізь, їх можна відімкнути, пристрій може вийте з ладу тощо. Така техніка не завжди надійна, на відміну від внутрішнього компасу”:

„Майстерність полягає в тому, аби довідатися, як природа та еволюція розв’язали цю проблему. Настільки елегантно й, головне, - компактно. Мозок мурахи важить усього одну десяту міліграма, однак ця „лічильна машина” дасть фори найточнішим навігаційним приймачам. Конструктори роботів сподіваються, що біологи одного часу підкажуть їм, чому раки, наприклад, надзвичайно добре відчувають запахи під водою, як миші встигають у темряві на бігу обмацувати вусами всі поверхні, або що робить мух такими невловними...”

„Муха, муха, цокотуха...”

Коли мова заходить про цей вид комах, американський біолог Майкл Дикінсон зазвичай не може стримати емоцій:

„Я знаю, що для більшості людей мухи – це невеличкі докучливі створіння, які лише те й роблять, що діють на нерви. Але насправді це фантастичні мініатюрні машини! Я переконаний, що це найдосконаліші в світі літальні апарати. Водночас, вони можуть усе, що й інші тварини: шукати їжу, паруватися, розмножуватися. І при цьому мозок мух завбільшки з макове зернятко!.. Просто дивовижно! Я розглядаю це як виклик для інтелекту –збагнути нарешті, як зроблені мухи.”

Кожен, хто рішуче озброювався рушником чи газетою, аби покінчити з неприємним дзижчанням, знає, що кількість промахів завжди буде набагато більша, ніж кількість жертв. В останню мить мух рятує якесь „шосте чуття”. Як їм вдається перехитрувати нас, і вирішив з’ясувати фахівець Каліфорнійського інституту технологій. Дослід був максимально наближений до реальних умов:

„Одна з проблем полягала в тому, аби мухи сідали на поверхню, що ми її для них спеціально підготували. Вона була прозора, щоб можна було спостерігати за рухами ніг в останній, вирішальний момент.”

А саме в той, коли спрацьовувала електрична мухобійка. Під „полем битви” науковці встановили камери швидкісного знімання, які роблять 5400 кадрів на секунду. Майкл Дикінсон:

„Ми гадали, що мухи безрозсудно стрибають кудись у повітря, як тільки помітять об’єкт, що прямує на них. Але ці комахи не тікають просто так, стрімголов. Вони без зайвої паніки прораховують траєкторію знаряддя нападу, й потім, наче досвідчені гімнасти, маневруючи ногами та тілом, катапультують себе в напрямкові прямо протилежному тому, звідки наближалася мухобійка. Біологи завжди вважали, що така продумана моторика притаманна лише тваринам, які досягли найвищої сходинки еволюційного розвитку, тобто, лише хребетним.”

Уміло застосована засада катапульти рятувала життя й тоді, коли перед мухобійкою ставили захист від вітру. Це означає, що цим комахам достатньо вчасно не відчути, а побачити загрозу. „Принаймні більшості з них, - каже фахівець Каліфорнійського інституту технологій. – Із 147 учасників досліду заради науки загинули лише 17. І не через те, що вони не встигли врятуватися, а тому, що, з невідомої причини, й не збиралися тікати. Інакше це їм безперечно вдалося б.” Мухи не мають ані панцира, ані отруйного жала, ані войовничого забарвлення, щоб відстрашувати ворогів. А ось охочих поласувати непомітними та беззбройними представниками загону двокрилих у природних умовах хоч відбавляй. Майкл Дикінсон:

„Здатність мух тікати виявилася унікальнішою, ніж ми припускали. Вражає не тільки сам метод, а й блискавичність реакції. Аналіз знімків швидкісною камерою показав, що для безпомилкового рішення мухам потрібна якась десята частка секунди. Так багато часу, упродовж якого ми встигаємо один раз моргнути.”

Найшвидша реакції, на яку зазвичай спроможна людина, потребує приблизно чверті секунди. За деякими спостереженнями, лише досвідчені тенісисти реагують на м’яч не гірше, ніж хатні мухи на газету. Якщо ви все ж таки колись захочете довести свою спритність у полюванні на останніх, професор Дикінсон радить: обов’язково наближайтеся до мух неквапно, бо вони погано фіксують повільні рухи. А коли будете цілитися, то спрямовуйте удар не на самий об’єкт, а трохи далі. Тоді є шанс, що цокотуха помилиться й катапультується безпосередньо вам під мухобійку...

За матеріалами німецьких ЗМІ