Суперкомпьютер помог выяснить биомеханику необычной силы муравьёв

Одна из уникальных особенностей муравьёв – сочетание небольшого размера и невероятной силы. При переносе груза основная тяжесть приходится на шею муравья. В чём секрет её необычайной прочности? Для ответа на этот вопрос команда исследователей Университета Огайо решила задействовать суперкомпьютер c 8300 ядрами.

Шея муравья представляет собой небольшой сустав из мягких тканей, который соединяет боковой экзоскелет с грудной клеткой. Его особая конструкция позволяет муравью переносить большие тяжести.

Вначале учёные сделали рентгеновское изображение сечения тела муравья, на основании которого затем была создана подробная 3D-модель из 6,5 миллионов элементов, точно воссоздающая все действующие силы. Для этого и понадобился суперкомпьютер. Результаты компьютерного моделирования нашли своё подтверждение в процессе опытов с муравьями, помещёнными в центрифугу, где их подвергали различным перегрузкам.

С помощью моделирования выяснилось, что шейный механизм муравья выдерживает вес в 5000 раз больше его веса, но лишь при условии, что он держит шею прямо. При повороте головы грузоподъёмность заметно падает. Таким образом, учёные раскрыли биомеханику уникального природного интерфейса, который можно будет в дальнейшем использовать при создании роботов, предназначенных для работы с тяжёлыми грузами.