Neie Modell entdeckt High-Speed ​​​​Bewegung bei Gepard, bréngt eis méi no bei Legged Roboter

Gepard sinn déi séierst Land Mamendéieren, mä mir wëssen nach net genee firwat. Mir hunn Asiicht wéi, sou wéi d'Benotzung vun enger "galoppéierend" Gaang op hir schnellsten Geschwindegkeeten, a si hunn zwou verschidden Aarte vu "Fluch". Déi éischt involvéiert hir Forelimbs an hënnescht Glieder ënner hirem Kierper a gëtt "gesammelt Fluch" genannt, während déi aner hir Forelimbs an hënnescht Gliedmaart betrëfft a gëtt "verlängert Fluch" genannt.

De verlängerten Fluch ass verantwortlech fir Geparden z'erméiglechen héich Geschwindegkeet z'erreechen, awer genau wéi séier hänkt vu Buedemkräften a spezifesche Bedéngungen of. Gepard beweisen och bemierkenswäert Wirbelbewegung wärend de Fluch, wéi se tëscht Flexioun an Ausdehnung a gesammelten a verlängerten Modi alternéieren, an dëst erlaabt Héichgeschwindegkeet Lokomotioun. Trotz all deem Wëssen verstinn mir nach ëmmer net vill iwwer d'Dynamik verantwortlech fir dës Fäegkeeten.

Lafen Phasen an Déieren

Dr Tomoya Kamimura am Nagoya Institut fir Technologie, Japan, spezialiséiert op intelligent Mechanik a Beweegung. 

"All Déierelaf ass eng Fluchphase an eng Haltungsphase, mat enger anerer Dynamik déi all Phase regéiert", erkläert den Dr Kamimura.

D'Fluchphase beinhalt all Féiss an der Loft an de Massenzentrum vum ganze Kierper mat ballistesch Bewegung. Wärend der Haltungsphase gi Buedemreaktiounskräfte vum Kierper duerch d'Féiss absorbéiert.

"Duerch sou komplexer an hybriddynamik kënnen d'Observatiounen eis nëmme sou wäit kréien fir d'Mechanismen z'entdecken, déi d'Laafdynamik vun den Déieren ënnersträichen", setzt den Dr Kamimura weider.

Computermodelléierung bréngt Asiicht

Fir e bessert Verständnis vun der dynamescher Perspektiv vun der Déiergang an der Wirbelsäule beim Laafen ze kréien, hunn d'Fuerscher op Computermodelléierung mat einfache Modeller vertraut, an et war extrem erfollegräich. 

Mat deem gesot, et musse nach vill Studien ginn, déi d'Zorte vu Fluch a Wirbelbewegung exploréieren, déi während dem Galoppéiere stattfannen, sou datt d'Fuerschungsteam eng Etude gemaach huet, déi am Wëssenschaftlech Reports, vertrauen op en einfache Modell deen d'Vertikal- a Wirbelbewegung emuléiert.

D'Etude vun der Team huet en zweedimensionalen Modell involvéiert, deen zwee steife Kierper an zwee masslos Baren enthält, déi dem Gepard seng Been duerstellen. D'Kierper goufen duerch e Gelenk verbonnen, deen d'Biegebewegung vun der Wirbelsäule replizéiert huet, an e Torsiounsfeder. D'Team huet och identesch dynamesch Rollen un de viischten an hënneschte Been zougewisen. 

D'Team huet déi vereinfacht Bewegungsequatioune geléist, déi de Modell regéiert hunn, wat zu sechs méigleche periodesche Léisungen gefouert huet, vun deenen zwee zwou verschidde Fluchtypen ausgesinn hunn, wéi e Gepard galoppéieren, a véier hunn nëmmen eng Fluchart ausgesinn, am Géigesaz zu Geparden. Dës ware baséiert op de Critèren am Zesummenhang mat de Buedemreaktiounskräften, déi vun de Léisunge geliwwert goufen. 

D'Critère goufen dunn mat gemoossene Geparddaten iwwerpréift, an d'Team huet festgestallt datt Gepard galoppéieren an der realer Welt de Critère fir zwou Fluchtypen duerch Wirbelsbiegen erfëllt huet.

All dëst huet dozou gefouert datt d'Fuerscher frëschen Abléck an d'Geschwindegkeet vun de Geparden kruten. Déi periodesch Léisungen hunn och opgedeckt datt Päerdsgaloppéiere gesammelt Fluch involvéiert als Resultat vu limitéierter Wirbelsäulebewegung, dat heescht datt déi extrem héich Geschwindegkeete, déi vu Geparden erreecht ginn, e Resultat vun zousätzlech erweiderter Fluch a Wirbelsbéi sinn. 

"Während de Mechanismus deen dësen Ënnerscheed an de Flucharten tëscht Déierenarten ënnersträicht nach ëmmer onkloer bleift, verlängeren eis Erkenntnisser d'Verstoe vun den dynamesche Mechanismen, déi d'High-Speed-Lokomotioun bei Geparden ënnersträichen. Ausserdeem kënne se an der Zukunft op de mechanesche a Kontrolldesign vu Beenroboter applizéiert ginn ", seet den Dr Kamimura.