Команда из Университета Дьюка в Северной Каролине, возглавляемая аспирантом-биомехаником Джастином Хорхе и профессором Шейлой Патек, начала с записи видео, запечатлевшего, как три вида гамамелиса выбрасывают семена из плодовых коробочек. Учитывая тот факт, что семена достигают максимальной скорости всего за долю миллисекунды, видео пришлось снимать со скоростью 100 000 кадров в секунду.
Эти растения стреляют семенами с огромной скоростью: как робототехники учатся у природы
Растение гамамелиса обладает совершенно уникальным умением – оно способно выбрасывать семена со скоростью 9 метров в секунду. Ученые разобрались, как ему это удается, и полагают, что их открытие можно применить и к современным технологиям.
Depositphotos
Оказалось, что по мере высыхания плодовых коробочек они деформируются внутрь, как ссыхающийся кусок дерева, зажимая боковые стороны. Как только напряжение достигает определенного порога, снаряд вылетает наружу:
«Это похоже на то, как вы можете выстрелить семечком арбуза, сжав его между пальцами», — сказал Хорхе.
Интересно, что, хотя самое тяжелое из семян весило в 10 раз больше, чем самое легкое, все они летели примерно с одинаковой скоростью. Это произошло из-за того, что у растений с более крупными семенами плодовые коробочки были пропорционально крупнее, что позволяло им производить и хранить больше эластичной энергии.
«Когда мы думаем о пружинящих вещах, мы обычно представляем себе резиновые ленты, катушки или луки для стрельбы, — отметил Хорхе. — Но в биологии мы встречаем все эти странные, сложные формы. Возможно, у них есть некоторые преимущества, которые можно использовать для улучшения конструкции синтетических пружин — например тех, которые используются в небольших прыгающих роботах».