Uma equipe de pesquisa liderada por engenheiros da Universidade Brown examinou de perto como os morcegos pousam. Pela primeira vez, a equipe fornece medições detalhadas mostrando exatamente como esses acrobatas aéreos pousam com segurança.
O trabalho pode ajudar os pesquisadores a melhorar algoritmos de controle robótico e próteses para humanos, e também fornece informações sobre como os morcegos evoluíram para manobrar tão bem no ar. Além disso, as descobertas oferecem uma nova apreciação sobre o quão especializadas são as pernas e asas dos morcegos e como funcionam em conjunto para permitir esta estratégia única de aterragem.
A pesquisa é publicada no Journal of the Royal Society Interface.
“O pouso é um problema realmente difícil em geral, especialmente quando um animal tem asas em vez de pernas, mas os morcegos desenvolveram uma maneira realmente elegante de lidar com isso”, disse Kenneth Breuer, professor assistente de engenharia e co-autor correspondente do artigo.
O pouso é particularmente complicado para os morcegos porque seu voo é altamente manobrável. Eles podem realizar curvas fechadas e acelerações rápidas, mas para realizar tais movimentos, eles devem armazenar muita energia enquanto voam, normalmente na forma de energia cinética. Ao pousar, eles precisam dissipar rapidamente essa energia, ao mesmo tempo em que pousam suavemente o suficiente para evitar ferimentos.
“Se um morcego pousar com muita energia e não tiver como perdê-la, ele poderá se esmagar”, disse Breuer.
Para observar os morcegos realizando suas aterrissagens em condições de laboratório, a equipe construiu uma arena de voo personalizada. A arena é um recinto com cerca de 2,5 metros de comprimento, com paredes, piso e teto revestidos com câmeras de captura de movimento. Quando um morcego entra na arena, as câmeras capturam seus movimentos, fornecendo dados que a equipe usa para calcular a orientação do corpo do animal, os ângulos das asas e das articulações, e as velocidades lineares e angulares em diferentes momentos.
A equipe trabalhou com dois grandes morcegos marrons, Eptesicus fuscus. Os morcegos marrons são bastante comuns na América do Norte e na Europa, caçando insetos e empoleirando-se em cavernas, edifícios e árvores. Os pesquisadores treinaram os morcegos para entrar na arena de voo e pousar em uma plataforma de pouso equipada com um sensor de força que media a força de impacto das aterrissagens.
Os resultados mostram que os morcegos fazem contacto com o solo com os tornozelos e que dissipam a energia do voo absorvendo a força de aterragem nas articulações das pernas e diminuindo a velocidade das batidas das asas. Na verdade, as asas nunca fazem contato com o solo.
“Suas asas são tão delicadas e finas que o contato provavelmente as danificaria”, disse Breuer.
Em vez disso, os morcegos usam as asas para retardar a queda antes de pousar e controlar a orientação dos seus corpos. Assim que seus tornozelos tocam o chão, os morcegos absorvem a energia restante dobrando as pernas.
As descobertas ajudam a explicar por que as pernas e asas dos morcegos são tão diferentes das de outros mamíferos. Suas pernas, com canelas longas e pés curtos, são adequadas para absorver choques e não possuem características como garras que possam atrapalhar a execução da manobra de pouso. Suas asas, por outro lado, são incrivelmente finas, com massa muscular e densidade óssea reduzidas, o que reduz seu peso, mas também as torna mais suscetíveis a danos. Para compensar esta fragilidade, os morcegos evoluíram para evitar o contacto com as asas no solo, absorvendo habilmente as forças de impacto com as pernas.
Os pesquisadores acreditam que o relato detalhado dos pousos de morcegos é uma boa base para trabalhos futuros que visam melhorar algoritmos de controle robótico para veículos de pouso e próteses. Compreender a mecânica da aterrissagem dos morcegos também pode ajudar os pesquisadores a entender como os morcegos realizam outros comportamentos, como pendurar-se de cabeça para baixo em paredes ou árvores.
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