Langer Hebel für fallende Eidechsen

Statt den Körper zu verdrehen wie Katzen, rotieren Echsen mit Schwanzschlägen – Vorbild für sicher landende Roboter
Der Schwung des langen Echsenschwanzes rotiert den relativ starren Körper des Tiers wieder in die aufrechte Lage.
Der Schwung des langen Echsenschwanzes rotiert den relativ starren Körper des Tiers wieder in die aufrechte Lage.
© Ardian Jusufi
Salzburg (Österreich)/Berkeley (USA) - Andere Tierart, andere Methode: Beim Absturz fallen Katzen anders als Eidechsen, auch wenn sich beide in der Luft drehen, um sicher auf den Füßen zu landen. Das berichten US-Forscher, die jetzt die Falltechnik der Echsen näher untersucht haben. Denn für Katzen ist lange bekannt, dass sie ihren biegsamen Rumpf verdrehen – beim starreren Körper der Eidechsen ist das kaum möglich. Diese nutzen aber ihren langen Schwanz als Drehhebel und rotieren so mit dem ganzen Körper, berichteten die Forscher auf einer Konferenz der „Society for Experimental Biology“ in Salzburg. Ihre Experimente mit einem simplen Eidechsen-Roboter bestätigen die Analysen.

„Es ist nicht direkt offensichtlich, welchen Mechanismus ein Tier nutzt, um sich in der Luft aufzurichten und ein Über-Kopf-Fallen zu korrigieren“, erklärte Ardian Jusufi, Hauptautor der Studie und Doktorand an der University of California, Berkeley. „Je nach Körpergröße, Morphologie und Massenverteilung gibt es viele Strategien für Tiere, dies zu bewerkstelligen.“ Für Eidechsen und vermutlich andere Tiere mit vergleichsweise langen Schwänzen ist der Fall nun offenbar geklärt. Jusufi und seine Kollegen der Abteilung für Integrative Biologie hatten Hochgeschwindigkeitsvideos von zwei verbreiteten kleinen Echsenarten aufgenommen, dem Saumschwanz-Hausgecko und dem Rotkehl-Anolis. Die Analyse zeigte, dass beide Echsen ihren Schwanz gezielt in eine Richtung schwingen, um den Körper in die andere Richtung zu drehen.

Dabei muss der Gecko seinen kürzeren Schwanz – bezogen auf die Körperlänge – in einem größeren Winkel vom Körper abstrecken, während der Anolis mit doppelt so langem Schwanz weniger heftige Bewegungen mit kleinerem Winkel benötigt. Aus den Beobachtungen der fallenden Körper erstellte Jusufis Team ein dreidimensionales mathematisches Modell, das wiederum zu einem schlichten zweiteiligen Roboter führte. Der „RightingBot“, der „AufrichtRoboter“, besteht aus einem starren Körper, Schwanz und einem Gelenk, das beides miteinander verbindet. Er war in den Fallexperimenten tatsächlich in der Lage, sich mit einem Schlag des Schwanzes mitten in der Luft aufzurichten. Er könnte als Vorbild für künftige, sich stabilisierende Luft- oder Land-Roboter dienen, die Gefahr laufen, in unwegsamem Gelände abzustürzen, so Jusufi. Eidechsen geschieht das in ihrer natürlichen Umgebung nicht nur beim Kampf ums Territorium, sondern auch auf der Nahrungssuche oder gar beim Liebesakt.

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Quelle: "Tails induce transitions in lizards: Righting in mid-air using appendage inertia", Vortrag am 29. Juni, 14 Uhr auf der Tagung der Society for Experimental Biology in Salzburg
Andere Veröffentlichungen zum RightingBot: “Aerial righting reflexes in flightless animals”, A. Jusufi, Y. Zeng, R.J. Full, R. Dudley; Integrative and Comparative Biology, Vol. 51 (6): S. 937-943.
“Righting and turning in mid-air using appendage inertia: reptile tails, analytical models and bio-inspired robots”, A. Jusufi, D.T. Kawano, T. Libby, R.J. Full. IOP Bioinspiration & Biomimetics, Vol. 5 (4), S. 045001.


 

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