image credit:Lucas the Spider
お手とかおすわりとか、犬は人間の指示に従い行動することが可能なことはよく知られているが、なんとクモだって、ちゃんとしつければ芸を覚えてくれるのだ。
科学者らは、ハエトリクモが獲物を捕らえる秘訣を解明しようと、いろいろな距離と高さでジャンプするようにトレーニングした。もちろん世界初の試みだ。
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クモの体の仕組みを解明する研究
イギリス・マンチェスター大学の研究チームが実施したのは、3Dスキャンと高解像度ハイスピードカメラを利用してクモの動きを記憶・解析しようという最先端の研究である。
『Nature Scientific Reports』に掲載された研究論文の目的は、ハエトリグモの体と行動が現在のように進化した理由に答えることと、その理解に基づいて新型の小型ロボットを作り出すことだ。
「現在の研究の焦点は、クモの並外れた跳躍力にあります。ハエトリグモは静止状態から体長の6倍もの距離を跳ぶことができます。人間の場合、最高でも1.5倍程度です。飛ぶ瞬間に足にかかる力は、体重の5倍に達します。この素晴らしい生体メカニズムを解明できれば、それを他の研究分野に応用できるようになります」と、この研究を率いたモスタファ・ナバウィ博士は話す。
ハエトリグモを訓練、指示に応じてジャンプできるように
博士らは「キム」と名付けたクモを訓練し、研究所内に作られた人工プラットフォーム上でいろいろな距離と高さをジャンプできるようにした。
キムはリーガルジャンプスパイダー（学名 Phidippus regius）というハエトリグモの仲間のメスだ。体長15ミリ、体重150ミリグラムで、野生では草原や林などに生息する。
ハエトリグモのジャンプの戦略
超ハイスピードカメラでジャンプシーンを撮影し、それを解像度0.0072ミリというマイクロCTスキャンで測定。ここから足と体の構造の詳細な3Dモデルを作成した。
その結果、ジャンプの難易度に応じて、クモはいくつかの戦略を用いていることが明らかになった。
Scientists train spider to jump on demand
例えば、短距離ならば、キムは速く低い軌道のジャンプを好む。これは多くエネルギーを使うが、飛行時間を短縮できる。そのためジャンプの精度が上がり、獲物を効果的に捕獲できる。
しかし距離が長かったり、高低差があったりする場合、そしておそらくは荒地などを移動するような場合は、エネルギー消費を減らすために効率的なジャンプを行う。
また高い場所へ跳ぶ場合と低い場所へ跳ぶ場合は、低い場所への跳躍の方が得意なようだ。
さらにジャンプ直前に糸を安全ベルトとして地面につけることも分かった。これは空中での安定性を高める効果もあると考えられている。
実験後も謎が残るクモのジャンプ
昆虫やクモのジャンプにはいくつもの方法があるが、バネのようなメカニズム、筋肉の直接的な力、あるいは体液の圧力のいずれかを用いている。
クモが体液の圧力で足を伸ばすことは50年前から知られていたが、それが跳躍の際に筋肉を補強するものなのか、それとも筋肉の代わりに使うものなのかどうかは不明である。
「私たちの結果からは、キムが油圧制御で足を動かせる一方、驚異的な跳躍力を発揮するために体液による補強は必要ないことが示唆されています。したがって、クモの油圧駆動の役割は相変わらず謎のままです」と共著者のビル・クラウザー博士は話す。
実験をもとに小型ロボットを作るもうまくいかず
なお、判明した知見を元に小型ロボットの作成が試みられたが、材質は十分でありながらも、小さなスケールで作ることは非常に難しく、さらに力や制御の点でもクモにはまだまだ太刀打ちできなかった。
今後はジャンプ中の圧力の測定や制御戦略の研究を行い、最終的に同じサイズのロボット開発を目指すそうだ。
というか、クモが調教できるという点が今回のびっくりポイントだと思う。猫の調教ですら難しいのに、クモが指示に応じてジャンプするとかすごすぎない？
References:boingboing / manchester/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント
1. 匿名処理班
ハエトリグモってほんと可愛い、つぶらな瞳とはこういうものを言うんだろうなｗ
2. 匿名処理班
極東の島国では、古来より座敷鷹として...
3. 匿名処理班
たまーに見かけるけど手を何度か寄せ続けると警戒解いてか三角飛びみたいに使ってくれる(*‘∀‘)
4. 匿名処理班
ハエトリグモは可愛い。
5. 匿名処理班
何日間かだけど洗面所で見かけたハエトリグモにスポイトでボウフラを与えたことがある
しばらくすると毎回同じ場所で待っているようだったし、自分が近づくとこっちを向いて「餌をくれる存在」程度には認識されてる感じはあった
回数を経るごとに全然逃げなくなって動物みたいに学習能力はあるんだなと思った
6. 匿名処理班
チャップリンにやってもらいたい
7. 匿名処理班
かわいい瞳なのに、ポプテピピックに似てる。
8. 匿名処理班
タチコマはまだまだか~
9. 匿名処理班
最近アニメ化が発表された『蜘蛛ですが何か？』の原作の蜘蛛の挿絵ばかりみてたのでこの動画をみてもすごくコミカルで可愛らしく感じてしまった。
10. 匿名処理班
蜘蛛に学習能力あるとはすごい…
この子たちいないと地球は昆虫に埋め尽くされるらしいけど、本当働きモンだ
11. 匿名処理班
>>7
ポプ子ちゃんですね⁈
12. 匿名処理班
動画の図解のデザインとBGMがマッチしてて、ちょっとそっちに気を取られたｗ
キム可愛いし凄い
13. 匿名処理班
クモだけは顔のドアップも見られるし可愛いとさえ思う
14. 匿名処理班
家に居ついてたハエ取りグモは、近づいて手を振ると、こちらを向いて両手を上げてた。
それが威嚇なのかどうかわからないけど、いつだったか太ももに乗ってきてたこともあった。
昆虫であれ何であれ、こちらの接し方ひとつで対応も変わるんじゃないのかな?
15. 匿名処理班
トイレに仕掛けたコバエ取り用のネバネバ棒にハエトリさんがくっついてると
あー、くっついちゃったかー…という気分になる
16. 匿名処理班
レーザー級かと思ってビクッとなった
17. 匿名処理班
やつら体重に対して脳みそがでかすぎるらしいな
かわいいよね
18. 匿名処理班
ハエトリは見つけたらいつもちょっと遊んでそのまま歩かせとく
19. 匿名処理班
クモのジャンパーを思い出して懐かしくなる
20. 匿名処理班
１、ハエトリグモの前に片手で壁を作って暗くして、もう一方の手でお尻の後ろ辺りの空間をつまむと蜘蛛の糸をつかめるのでクモを空中に持ち上げます。
２、クモは糸を繰り出して下に降りようとするので、すばやく糸があると思われる空間を次々とつかんでクモを空中になるべく長く留めます。
…という遊びをよくやるのですが３回目くらいには空中にぶら下げた途端にさっさと糸を切って逃げるようになります。４回目以降はお尻の糸がつかめなくなりますｗ
21. 匿名処理班
マダム・オクタだな！？
22. 匿名処理班
軍曹の調教はまだですか？需要がものすごくあるんですが
23. 匿名処理班
距離でも測ってるのか気合入れてるのか、前足二本伸ばしてから飛ぶのが何とも可愛らしいな
24. 匿名処理班
かわいい
25. 匿名処理班
もっとノーモーションで飛ぶのかと思ったら普通にカンガルーや猫や人間みたいに足を屈折させて反動で飛んでるのか
26. 匿名処理班
※2
上流人士の遊びから金と欲に塗れた挙句に幕府に睨まれて廃れる、という案の定なコースを辿ったらしいが今でもひっそり健在だったりするのかね？