Вчені дослідили механіку рухів павука з сімейства павуків-скакунчиків і з'ясували, що для коротких і точних стрибків, які в природі використовуються для полювання, павук використовував низький і швидкий стрибок, що вимагає великої витрати енергії. У той же час, стрибки на великі відстані павук виконував більш енергоефективно, йдеться в дослідженні, опублікованому в.
Стрибки - спосіб пересування, при якому швидке випрямлення кінцівок забезпечує імпульс, достатній для подолання значної відстані по повітрю. Комахи і павуки стрибають, використовуючи різні механізми: м'язову силу, пружинний механізм, гідравлічний тиск. Механізми гідравлічного тиску в ногах павуків відомі вже давно, але чи використовуються вони для посилення або заміни м'язової сили при стрибку, досі залишалося невідомим.
Павучиха Кім, яка стала головним об'єктом дослідження, належить до павуків-скакунчиків. Павуки з цього сімейства стрибають, коли полюють або тікають від хижаків. Павутинну нитку вони використовують для побудови гнізда, щоб вивести там потомство, а також для страховки приклеюють її до поверхні, з якої збираються зробити стрибок. Дослідження стрибків проводилося для розуміння механіки стрибка і того, як павук змінює стратегію стрибка залежно від завдання, що стоїть перед ним.
Доктор Мостафа Набаві () і його колеги з Манчестерського університету створили об'ємну модель ніг і тіла павука за допомогою мікротомографії з високою роздільною здатністю. Модель допомогла визначити приблизне місцезнаходження центру мас і побачити подробиці анатомії ніг. Точне розташування центру мас може змінюватися в залежності від взаємного розташування ніг і тіла в просторі.
Для експерименту була розроблена камера з двома горизонтальними платформами, що зміщуються вертикально і горизонтально відносно один одного. Для експерименту вчені відібрали великих особин павуків, але ніхто з них, крім самки на прізвисько Кім, не став стрибати, тому всі отримані результати роботи відносяться саме до цієї особини. Павучиха важила 150 міліграмів і була 15 міліметрів у довжину.
Особина була здатна стрибнути на три довжини свого тіла при висхідному стрибку, на чотири без змін висоти і на п'ять - при стрибку на більш низьку платформу. Для зменшення відстані стрибка павук завжди починав стрибок з краю платформи, витягуючи треті і четверті пари ніг так, що центр маси знаходиться за краєм платформи на момент відштовхування. У стрибку використовувалися і третя, і четверта пари ніг. Тіло розташовувалося під різними кутами для стрибків на різну довжину і висоту. Положення тіла було різним і в момент приземлення залежно від місця. Швидкість при відштовхуванні від платформи змінювалася від 0,52 до 0,97 метрів в секунду, а час стрибка від 18,1 до 31,6 мілісекунд. Для подолання короткої відстані Кім надавала перевагу швидкому стрибку з плоскою траєкторією. Такий стрибок вимагає більше енергії, але за рахунок швидкості він більш ефективний при кидку під час полювання. Для довгих стрибків павук використовував найбільш енергетично ефективні траєкторії, зменшуючи таким чином витрату енергії.
Також причиною вибору траєкторії можуть стати особливості зору павука. У павуків-скакунчиків чотири великих ока, але ці очі нерухомі, вони мають вузькі неперекривні поля зору. Павук, можливо, не може дозволити собі втратити з виду мету свого кидка, що легко може трапитися при навісній траєкторії.
Павук не стрибав на великі відстані, характерні для деяких інших членистоногих, швидше за все тому, що цей вид полює за допомогою коротких швидких стрибків, а причиною екстремально довгих стрибків, як правило, стає поява хижака. Можливо також, що павук не продемонстрував всі можливості своїх ніг через обмеження зору або поведінкові мотиви - в експерименті, нагадаємо, брала участь всього одна особина.
Вчені прийшли до висновку, що продемонстровані стрибки легко можуть бути реалізовані тільки за рахунок роботи м'язів, тим більше, що павук використовує при відштовхуванні дві пари ніг, а не тільки одну пару, як деякі інші павуки. Таким чином, роль гідравлічного тиску в ногах цього виду як і раніше залишається невідомою.
Біоніка представляє великий інтерес для створення різноманітних роботів. Автори сподіваються, що це дослідження допоможе створенню гнучких мікро-роботів, які зможуть стрибати швидко і точно, як павук-скакунчик.
Дослідження павуків бувають використані в різних областях техніки. Раніше, вивчення забарвлення павука допомогло поліпшити високоточну оптику, а отрути - боротися з паралічем. Неймовірно швидкий павук відкрив можливості для удосконалення рухів роботів, що мають кілька точок опори.