Что общего между медузой, кошкой, змеей и космонавтом?
Ученые обнаружили общий алгоритм движения у многих живых существ: от одноклеточных организмов до рыб и млекопитающих, которые перемещаются, лишь меняя свою форму. Как это работает и при чем тут коньки и невесомость.
В мире много существ, которые перемещаются, лишь меняя свою форму. Самый простой пример — одноклеточный организм. У него нет ни ног, ни крыльев, при этом он двигается, говорит руководитель исследования профессор Питер Шредер.
«Как только вы осознаете этот базовый принцип, поймете, что многие существа двигаются, меняя форму. Змея совершает волнообразные движения, но все же умудряется ползти вперед. Астронавты могут поворачиваться в условиях невесомости, выполняя танцевальные движения, которые позволяют им перемещаться без необходимости отталкиваться от поверхности», — приводит примеры Питер Шредер. По его словам, такое движение объясняется принципом наименьшего сопротивления, ведь природа всегда стремится к максимальной эффективности. Например, человек на коньках хорошо скользит по льду вперед и назад, но плохо в сторону. Поэтому, чтобы сдвинуться с места, нужно развести ноги в стороны — лезвию конька проще преодолевать сопротивление поверхности при движении вперед, нежели вбок. Тот же принцип работает, когда змея извивается на песчаных барханах, когда медуза или скат плывут в морских глубинах. Даже кошка, которая срывается с ветки и приземляется на лапы, сама того не ведая, подчиняется тому же закону. При помощи математических алгоритмов ученые смоделировали разные виды движения, основанные на принципе энергоэффективности. Животных схематично представили в виде наборов гибких узлов, соединенных жесткими стержнями. Полученные схемы движения были удивительно похожи на реальные прототипы. «В этом есть своя математическая красота! Когда у нас есть очень простой принцип, который может объяснить многие вещи сразу», — восхищается профессор.
Изображение: Creative Commons
