새로운 발견은 향후 로봇 개발에 도움

 

기계체조 : 
 파리가 천정에 거꾸로 뒤집어져 붙어 있다.

연구원들이 이 곤충이 어떻게 이런 착륙을 하는지 조사했다. 

파리는 착지점에 가까이 오면 가속 과정에서 신체 회전, 다리의 연장에 이르기까지 일련의 미세하게 조정되고 놀랍도록 복잡한 움직임을 만든다.

이러한 움직임에 대한 새로운 발견은 향후 로봇 개발에 도움이 될 것이다.

 대부분의 사람들은 파리를 성가시고 비위생적인 해충으로 간주한다.

그러나 실제로 파리는 꽤 매력적이다. 이 곤충은 생각보다 원시적이지 않으며 심지어 고통의 기억을 가지고 있다. 그녀의 곡예 재능도 인상적이다.

공중에서 날아다니는 것은 매우 기동성이 뛰어 날 뿐만 아니라 가장 매끄러운 표면에 쉽게 붙을 수 있으며 천장에 거꾸로 착륙도 한다.

이 작은 곤충이 어떻게 착륙할까가?

"천장이나 다른 곤충에 착륙하는 파리는 그다지 주목할 가치가 없는 일반적인 광경이다.

하지만, 이 행동 뒤에 숨어있는 감각 운동 과정에는 수수께끼가 많다”고 펜실베니아 주립대 Pennsylvania State University의 판 류(Pan Liu)와 동료 연구자들이 설명한다.

착륙 접근 방식

 비행 기동에 대해 자세히 알아보기 위해 Liu의 팀은 고속 카메라를 사용하여 Calliphora 종을 관찰했다. 이미지는 착륙 과정에 대해 이전에 알려지지 않은 세부 사항을 밝히고 천장에 자신을 거꾸로 놓기 위해 곤충이 일련의 정확한 시간 이동을 수행한다는 것을 보여주었다. 

 

성공적인 착륙은 일반적으로 네 가지 필수 단계로 이루어진다.

우선, 파리는 천장쪽으로 비행을 가속한다. 그런 다음 수레바퀴처럼 몸을 회전시켜 다리를 천장 쪽으로 옮긴다. 마지막으로, 그녀는 앞 다리는 착지점에 단단히 붙이는 동안 한 번의 마지막 몸 회전으로 착륙했다.

복잡한 움직임
 

Liu와 그녀의 동료들은 관측된 회전 조작은 곤충에 의해 이전에 알려진 것보다 훨씬 더 복잡하다고 강조했다. 착륙 기동의 정확한 설계에는 개인차가 있는 것으로 보인다.

이 곡예 운동의 모든 시도가 성공적인 것은 아니다. 운동의 개별 구성 요소가 완벽하게 조정되지 않으면 착륙에 실패했다. 팀은 파리가 담요와 정면 충돌한 것을 관찰했다.

그러나, 실패한 착륙 접근 후 곤충은 신속하게 회복하고 실수를 바로 잡으며 여전히 거꾸로 착륙 할 수 있다. "이런 착륙에서는 파리가 천장에 가까이 닿아 앞발로 땅을 움켜쥐고 몸을 흔 든다."

 

완벽한 타이밍 

 

파리가 올바른 순간에 돌고 착륙 할 수 있다는 것은 놀라운 일이며 아마도 복잡한 신경 과정에 의해서만 설명될 것이다. 추가 조사에서 과학자들은 곤충이 특히 시각적 자극을 평가하여 자신의 예술 같은 착륙을 위해 완벽한 시간을 식별한다는 징후를 발견했다.
예를 들어, 표적이 파리의 망막에서 커지는 비율은 곤충에게 충돌 전에 남은 시간을 알려준다. 다른 감각적 인상은 착륙 기동의 실행에 영향을 줄 수 있다.

로봇 모델? 

 

연구원들은 미래의 로봇 설계에 파리의 움직임을 사용하고 싶어 한다.
"우리는 자연을 영감으로 보고 새로운 기술을 개발할 수 있다"라고 Liu의 동료인 Bo Cheng이 말했다. 작은 파리로봇(Robofliegern)은 비행 오버헤드랜딩을 마스터하는 데 여전히 중요한 기술이 부족했기 때문이다. 

이런 팔의 착륙모습은 로봇이 천장에 성공적으로 착륙하기 위해 랜딩 기어 또는 다리가 있는 적절한 기계 장비가 필요하다는 것을 제시한다. 

과학자들이 강조하는 것처럼 이미지를 빠르게 처리할 수 ​​있도록 일정량의 컴퓨팅 능력도 가져야 한다.  

 

(Science Advances, 2019; doi : 10.1126 / sciadv.aax1877)  

출처 : Penn State / AAAS

[더사이언스플러스] "Green Soul, Beautiful Science"  

 

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