Шипохвостые белки — одни из самых малоизученных млекопитающих. Эти ночные грызуны обитают в дождевых лесах Западной Африки, а их размер варьируется от 6 до 45 см в зависимости от вида. Они планируют между деревьями с помощью кожистых перепонок между лап — почти как летяги, хотя и не состоят с ними в близком родстве.

Своим названием белки обязаны необычному хвосту: его нижняя часть покрыта чешуйками с шипами. Ученые предполагали, что эти чешуйки помогают зверькам цепляться за кору, но как именно они работают, никто не проверял. Исследователи из группы Soft Kinetic (ранее — Институт интеллектуальных систем Макса Планка) впервые изучили этот механизм и опубликовали результаты в журнале Interface Королевского общества.

Как шипы на хвосте помогают белкам

Для эксперимента ученые во главе с Ардианом Юсуфи взяли образцы шипохвостых белок из музейных коллекций, измерили их и создали 3D-модели. Оказалось, что шипы на хвосте позволяют белкам крепко держаться даже на гладкой коре.

Чтобы проверить гипотезу, команда сделала искусственных «белок» с напечатанными на 3D-принтере хвостами и когтями.

Движение животных в сложной среде — это комплексный процесс, и одних симуляций недостаточно, — объясняет Юсуфи. — Поэтому мы создаем физические модели.

Ранее он уже изучал хвостовые рефлексы гекконов с помощью мягких роботов.

Сейчас модель белки статичная, но в планах — добавить движение, чтобы понять, как чешуйчатый хвост смягчает посадку.

Древесные животные иногда травмируются, значит, что-то идет не так, — говорит Юсуфи. — Если белка видит хищника и резко меняет траекторию, хвост может гасить удар при экстренной посадке.

В будущем ученые хотят понаблюдать за белками в природе, как это было с гекконами.

Почему это важно

Изучение природных механизмов помогает создавать более совершенных роботов. Например, дроны для мониторинга лесов или спасательных операций могли бы заимствовать у белок их цепкий хвост. Это направление называется бионикой.

Но сначала нужно разобраться, как все устроено.

Роль хвоста в движении животных исследована плохо, — отмечает Юсуфи. — Наши модели помогают изучать биомеханику без экспериментов над живыми существами.

Исследование может пригодиться в робототехнике:

• Адаптивные дроны — хвост с чешуйками улучшит их устойчивость при посадке на неровные поверхности.
• Поисковые роботы — в завалах или лесах цепкий механизм поможет маневрировать.
• Бионические протезы — если понять, как белки распределяют нагрузку, это поможет создать более естественные импланты.

Главный минус исследования — отсутствие полевых данных. Лабораторные модели не учитывают всех переменных дикой природы: влажность, гибкость веток, внезапные порывы ветра. Без наблюдения за живыми белками выводы остаются теоретическими.

Ранее ученые предположили, зачем кистеухой белке хвост.