Ogony konika morskiego są osobliwymi dodatkami. W przeciwieństwie do większości zwierząt przekrój konika morskiego ma kształt kwadratowego pryzmatu, a nie zwykłego cylindra. Koniki morskie, które jeszcze bardziej zwiększają ich tajemniczość, nie używają ogonów do pływania, jak inne ryby, ale raczej jak gigantyczne palce używane do kotwiczenia na koralowcach lub chwytania smacznych krewetek, które zbaczają zbyt blisko.
powiązana zawartość
- Dziwny kształt konika morskiego czyni z niego broń ukrycia
Ogon konika morskiego jest tak osobliwy, że może być atutem w dziedzinie robotyki. Amerykańscy i belgijscy badacze zwracają się ku dziwnemu krańcowi po wskazówki, jak lepiej projektować elastyczne, ale mocne urządzenia chwytające. Jak informują dzisiaj w nauce, inspirowane konikiem morskim kreacje mogą znaleźć zastosowanie w misjach poszukiwawczo-ratowniczych, przemyśle, medycynie i nie tylko.
Podczas gdy wiele zwierząt ma chwytne ogony - małpy, oposy i kameleony, by wymienić tylko kilka - ogon konika morskiego jest wyjątkowo silny. Domowa zbroja w formie szkieletowych płyt zakrywa ciała koników morskich - w tym ogon. Jednak pomimo sztywnych materiałów ogon konika morskiego jest prawie tak elastyczny, jak bardziej mięsiste ogony jego odpowiedników mieszkających na lądzie.
„Natura sprawia, że rzeczy są wystarczająco mocne, aby się nie zepsuć, a następnie wystarczająco elastyczne, aby wykonywać szeroki zakres zadań lub zadań” - powiedział w oświadczeniu współautor artykułu, Ross Hatton, asystent profesora robotyki na Uniwersytecie Stanowym w Oregon. „Dlatego możemy wiele nauczyć się od zwierząt, które zainspirują roboty nowej generacji”.
Hatton i jego koledzy postanowili w szczególności zbadać ogony konika morskiego, ponieważ podejrzewali, że dziwna kwadratowa struktura musiała ewoluować z jakiegoś powodu i być może nasyca te zwierzęta wyjątkowymi zdolnościami. Aby przetestować swoje przeczucie, stworzyli modele komputerowe i drukowane w 3D trójwymiarowe przedstawienia ogonów konika morskiego złożone - podobnie jak te występujące w naturze - z 36 kwadratowych segmentów, które z kolei składają się z czterech płyt w kształcie litery L. W środku kręgosłup jest utrzymywany na miejscu przez tkankę łączną.
Ogony konika morskiego, używane bardziej do chwytania niż do poruszania się, są zarówno elastyczne, jak i wyjątkowo mocne. (Film dzięki uprzejmości Dominique Adriaens, UGent)Stworzyli również cyfrowy i drukowany w 3D model wykonany z nakładających się okrągłych struktur - odpowiednik tego, jak budowałby się konik morski, gdyby miał kształt ogona większości innych zwierząt. Ich cylindryczne stworzenie nie przypomina niczego, co można znaleźć w naturze, ale stworzenie go dało zespołowi punkt odniesienia do przetestowania umiejętności kwadratowego ogona.
Naukowcy przeprowadzili eksperymenty na obu modelach, w których zastosowali różne stopnie siły kruszenia i zniekształcania. Okazało się, że podczas gdy cylindryczny ogon zostaje wygładzony i uszkodzony, jeśli zostanie przyłożona wystarczająca siła, kwadratowy ogon spłaszcza się, pozwalając jego płytkom kostnym przesuwać się obok siebie, odchylając obrażenia od kręgosłupa i dając mu zdolność do pochłaniania większej ilości energii przed to jest złamane.
Ta mechaniczna sztuczka daje ogonowi konika morskiego siłę, aby wytrzymać szczęki niektórych niedoszłych drapieżników, a także elastyczność, aby szybko i prawie bez wysiłku wskoczyć z powrotem na swoje miejsce po rozwinięciu. Co więcej, w porównaniu z okrągłym ogonem, kwadratowy ogon ma więcej punktów styku z powierzchniami, na które chwyta, dzięki czemu jest bardziej zręcznym urządzeniem chwytającym. Okrągły ogon miał większy zakres ruchu - ale ta przewaga przyniosła koszt siły i trwałości.
Modele cylindrycznego ogona, lewego i kwadratowego pryzmatu. (Michael M. Porter, Clemson University) W rękach ludzi automatyczny ogon konika morskiego może być dobrodziejstwem dla bezpiecznego poruszania się w ciasnych szczelinach w ciele ludzkim, a następnie wykonywania operacji lub do odkrywania zakamarków zawalonego budynku i usuwania gruzów blokujących ratunek ofierze. Aplikacje te prawdopodobnie miną jednak od wielu lat.
W międzyczasie zespół rozwiązał przynajmniej zagadkę, dlaczego koniki morskie mają kwadratowe opowieści. Jak zauważono w artykule, „projekty inżynieryjne są wygodnym sposobem odpowiedzi na nieuchwytne pytania biologiczne, gdy dane biologiczne nie istnieją lub są trudne do uzyskania”.
